Pokročilé metódy analýzy neistôt v technických a biomedicínskych meraniach

Program DŠ: Meracia technika
Akademický rok: 2026-2027
Meno školiteľa: Doc. RNDr. Viktor Witkovský, CSc. (viktor.witkovsky@savba.sk)
Externá vzdelávacia inštitúcia: Ústav merania SAV
Prijímajúca škola: FEI STU, Ústav elektrotechniky

Anotácia:

Dizertačná práca je zameraná na vývoj, analýzu a experimentálnu validáciu pokročilých pravdepodobnostných, štatistických a numerických metód na kvantifikáciu neistôt v meracích procesoch, s dôrazom na technické a biomedicínske aplikácie. Cieľom je vytvoriť konzistentný metodologický rámec pre identifikáciu, modelovanie a propagáciu neistôt v komplexných meracích úlohách, vrátane viaczdrojovej neistoty, korelovaných veličín a modelov s chybami v premenných. Metodologický rozvoj bude zahŕňať simulačné prístupy typu Monte Carlo, regresné modely s chybami v premenných (EIV) a ich zobecnenia, ako aj pravdepodobnostné metódy založené na charakteristických funkciách na presné určovanie rozdelení meracích chýb. Osobitná pozornosť bude venovaná biomeraniam, kde neistoty zásadne ovplyvňujú interpretáciu experimentálnych výsledkov, diagnostické rozhodovanie a hodnotenie účinnosti intervencií. Navrhované metódy budú aplikované na reálne dáta v rámci projektu ERA-NET NEURON (NeuroPain), zameraného na identifikáciu individuálnych mozgových signatúr chronickej bolesti a optimalizáciu neinvazívnej neuromodulácie pomocou fokusovaného ultrazvuku (FUS). Štatistické modely budú využité na kvantifikáciu účinkov intervenčných stratégií, analýzu vzťahu medzi presnosťou zacielenia FUS a zmenami neurozobrazovacích a behaviorálnych ukazovateľov a na hodnotenie robustnosti záverov pri zohľadnení meracích neistôt. Výsledkom práce bude všeobecne použiteľný metodologický rámec pre analýzu neistôt v komplexných meracích systémoch s aplikáciami v elektrotechnike, metrológii a biomedicíne. Súčasťou riešenia bude implementácia navrhnutých algoritmov (napr. v prostredí MATLAB, Python alebo R) a ich experimentálne overenie na reálnych dátach. Práca bude realizovaná na Ústave merania Slovenskej akadémie vied, v. v. i., v Bratislave, v spolupráci s medzinárodnými partnermi.