VÁŇA, D. Využití uměle vytvořeného slabého magnetického pole pro navigaci ve 3D prostoru [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2020.
Diplomová práce navazovala na předchozí semestrální projekt a cílem práce bylo využití uměle vytvořeného slabého magnetického pole pro navigaci ve 3D prostoru. Student v rámci práce nastudoval možnosti modelování magnetických polí permanentních magnetů a s jejich využitím, zejména v prostředí COMSOL, nasimuloval teoretické rozložení magnetického pole různých sestav malých magnetů použitelných pro vytvoření magnetického pole vhodného tvaru. Vytvořené slabé magnetické pole by mělo následně sloužit pro navigaci sondy pro lokalizaci otvorů (distální cílení) v intramedulárním hřebu vybavených vhodně rozmístěnými magnety. Hřeby jsou v distálních otvorech při zpevňování velkých kostí jištěny šrouby, které je nutno do tvoru přesně zavést. V rámci analýzy možností instalace magnetů do hřebů student zpracoval podrobný patentový průzkum a detailněji popsal dva patenty věnující se této problematice. Kromě numerických metod modelování se zaměřil i na nalezení analytických aproximačních funkcí, které by dostatečně přesně modelovaly rozložení magnetického pole v prostoru. Následně navrhnul metody využití signálů z matice 3D magnetometrů v již dříve realizované a studentovi dostupné navigační sondě. V rámci práce zpracoval aktuální průzkum trhu vhodných magnetometrů, kterými by v případě konstrukce nové sondy mohla být osazena. Pro vyhodnocení dat a navigaci sondy vytvořil program v prostředí LabVIEW s možností kalibrace sondy. K zadanému úkolu student přistupoval svědomitě a splnění vytyčených cílů věnoval potřebné úsilí. Kladně hodnotím zejména diplomantův aktivní přístup ke zpracování zadaného úkolu, dostatečný čas věnovaný literárnímu i patentovému průzkumu a v neposlední řadě i velmi zdařile zpracovanou lokalizační aplikaci. Při zpracování své diplomové práce se nedostal do časové tísně, protože si práci na diplomovém projektu dobře rozvrhnul a využíval pravidelných konzultací, na kterých byl vždy připraven s konkrétními dotazy a informacemi o postupu prací. Z důvodu omezení přístupu do laboratoří v letním semestru nebylo možné ověřit naplnění požadovaných parametrů lokalizace podrobným experimentálním měřením, ale ani toto nebylo předmětem zadání. Vzhledem k celkovému přístupu a prokázaným odborným schopnostem studenta při realizaci zadaného úkolu a splnění jeho cílů, hodnotím předloženou diplomovou práci výborně A/97.
Úkolem diplomanta bylo ověřit možnosti využití malého magnetu pro navigaci v prostoru. Zadání diplomové práce lze hodnotit po stránce odborné i časové jako náročné. Lze konstatovat, že bylo splněno v celém požadovaném rozsahu. Diplomant prokázal dobrou orientaci v problematice, zvolenou koncepci i postup řešení lze celkově považovat za správné. Práce dobře dokumentuje postup řešení a má logickou strukturu, i když ne vždy rozsah jednotlivých kapitol odpovídá jejich závažnosti. Celkový rozsah textu je 117 stran plus 18 stran příloh. Teoretická část v první a druhé kapitole obsahuje z mého pohledu zbytečně podrobný popis známých pojmů a vztahů z oblasti magnetického pole a principů měření jeho parametrů. V následující kapitole je přehled komerčně dostupných snímačů uvedený s jejich stručnou charakteristikou, doplněný hezkým přehledem v příloze A. Čtvrtá kapitola stručně charakterizuje možné metody modelování statického magnetického pole. Teoretická část práce je uzavřena kapitolou věnovanou patentovému průzkumu, kde diplomant podrobněji uvádí dva patenty na velmi blízké téma. Tím jsou na rozsahu 56 stran splněny první dva body zadání. Teoretická část má převážně kompilační charakter, citováno je 118 zdrojů. V praktické části jsou v šesté kapitole, pokrývající bod 3 zadání, v programu COMSOL provedeny základní simulace a vizualizace magnetického pole pro různé sestavy magnetu a podrobněji analyzována sestava s jedním magnetem, která byla zvolena jako výchozí pro další experimenty. K této části mám výhrady ke kapitole 6.3.3, kde bez nějakého fyzikálního odůvodnění je demonstrován předem ztracený pokus o aproximaci závislostí polynomem místo mnohem vhodnějších exponenciálních funkcí, jak je nakonec i v textu práce zmíněno. Bod 4 a 5 zadání je obsahem sedmé kapitoly. Návrh koncepce je inspirován patentovým průzkumem a požadavky na parametry přesnosti polohování dle literárního průzkumu. V rámci koncepčního návrhu je diskutován potřebný počet magnetů, snímačů magnetického pole a jejich vzájemná poloha, umožňující eliminaci vlivu magnetického pole země. Pro praktické experimenty byla využita již dříve zhotovená sonda, vyhovující navržené koncepci. Ve zbývající části textu je popsána konstrukce sondy a vytvořený uživatelský SW pro logování a vizualizaci měřených dat a testované algoritmy pro potlačení vlivu magnetického pole země a offsetu snímačů. V této kapitole postrádám hlubší rozbor dosažených výsledků. Autor konstatuje, že realizovaná metoda diferenčního vyhodnocování je spolehlivá a přesná, ale není jasné, jak k tomuto závěru došel. Z formálního hlediska je práce na odpovídající úrovni, i když občas obsahuje překlepy a gramatické chyby, grafická úprava je dobrá. Závěrem mohu konstatovat, že předložená práce svědčí o inženýrských schopnostech studenta, doporučuji práci k obhajobě a navrhuji hodnocení B/85b.
eVSKP id 127110