Navrhujeme dve metódy na zlepšenie kvality obrazu rekonštruovaného z elektromagnetických emisií VGA monitorov. Prvý prístup zahŕňa použitie smerovej Yagi-Uda antény s pásmovou priepusťou a zosilňovačom, čím sa zvýšila vzdialenosť zachytenia obrazu z 50 cm na 20 metrov. Druhá metóda využíva hlboké strojové učenie na denoising zachytených snímok. Vytvorili sme vlastný dataset 800 referenčných snímkov (v priemere ku každému šesť reálnych výstupov zo softvéru TempestSDR). Sieť DRUNet natrénovaná na našom datasete výrazne zlepšuje vernosť rekonštruovaného obrazu.

Hardvérové „Man-in-the-middle“ (MITM) útoky predstavujú vážnu bezpečnostnú hrozbu pre komunikačné zbernice medzi integrovanými obvodmi, keďže ich ochrana je často zanedbávaná. V tejto práci prezentujeme implementáciu MITM útoku na FPGA pre zbernice UART a SPI, ktorá umožňuje zásahy do komunikácie v reálnom čase. Navrhnutá architektúra oddeľuje zbernicové rozhranie od MITM logiky, čím zvyšuje flexibilitu a umožňuje jednoduché prispôsobenie útoku pre iné zbernice. Implementácia má modulárny dizajn s opakovane použiteľnými primitívami. Výsledky ukazujú výhody FPGA oproti softvérovým riešeniam, najmä v oblasti výkonu a nízkoúrovňovej kontroly nad komunikáciou. Riešenie je overené na príklade MITM útoku na UART zbernicu a predstavuje základ pre ďalšie rozšírenia na iné protokoly.

SLIM and LBCIoT are lightweight block ciphers proposed for IoT applications. We apply differential meet-in-the-middle attacks on these ciphers and discuss several implementation variants and possible improvements of these attacks. Experimental validation also shows some results that may be of independent interest in the cryptanalysis of other ciphers. Namely, the problems with low-probability differentials and the questionable accuracy of standard complexity estimates of using filters.

We continue the research of usefulness of information. This can be formalized using formal languages, deterministic finite automata and decomposition of automata/languages. Decomposition of deterministic finite automata over unary alphabet has already been studied. We continue the research by studying the decomposition of regular languages bounded by a*b* (languages that are a subset of a*b*). We present some conditions for decomposability of these languages.

Abduction is a type of logical inference that explains some observation by finding its possible causes. We research abduction in the context of description logics, a family of languages widely used in knowledge representation. Methods of solving abduction include: Reiter's minimal hitting set algorithm (MHS), which is complete, i.e., it can find all possible explanations; MergeXplain (MXP), which is very fast but incomplete; and the hybrid MHS-MXP algorithm that uses the basic idea of MHS but utilizes MXP to achieve both completeness and greater speed. Both MHS and MHS-MXP were implemented in Java as the MHS-MXP abduction solver. In this work, we research existing algorithms (HST, RC-Tree) that are based on MHS but use different strategies to search the space of explanations. We implement them into the solver, alongside their hybrid versions (HST-MXP, RCT-MXP). We also implement the option to use MXP and another fast incomplete algorithm QuickXPlain (QXP), that were only used as parts of MHS-MXP before. The solver, renamed CATS, is now the only publicly available abduction tool providing such a wide range of algorithms with different use cases. In addition, we fix the solver's memory management issues and improve its performance by debugging and refactoring its codebase.

Abstrakt: Práca sa zaoberá analýzou genomickej kompozície s cieľom zlepšiť diagnostiku rakovinových ochorení. Skúmali sme rozdiely medzi zdravými a nádorovými vzorkami DNA pomocou bioinformatických metód, ktoré umožňujú vizualizovať a analyzovať špecifické vzory v genetickej informácii. V dátovej množine Prevelynch sme identifikovali významné rozdiely v zastúpení konkrétnych dinukleotidov (CG a GC) medzi zdravými a nádorovými vzorkami. Tieto rozdiely sú koncentrované v určitých oblastiach genetickej sekvencie, ktoré vykazujú výraznú odlišnosť a potenciál pre spoľahlivé rozlíšenie zdravých od nádorových vzoriek. Predbežné výsledky naznačujú, že tieto poznatky môžu slúžiť ako základ pre vytvorenie nových diagnostických nástrojov, využívajúcich pokročilé štatistické postupy a algoritmy strojového učenia. Našim cieľom do budúcnosti je vyvinúť jednoduchý a efektívny diagnostický model založený na analýze genomickej informácie. Kľúčové slová: genomická kompozícia, diagnostika rakoviny, dinukleotidy, strojové učenie, štatistické metódy

The goal of this article is to investigate parallelism in automata theory by further analyzing the equivalence between multi-head finite automata and parallel communicating finite automata systems. Building on previously established equivalence results, this work broadens the study by systematically exploring how communication structure affects computational capabilities. Through examining these extended settings, this article highlights the fundamental role of communication and deepens our understanding of parallelism and cooperation in computational models.

Krátke tandemové repetície (STRs) sú sekvencie DNA, v ktorých sa krátky motív, typicky dlhý 2 až 6 báz, opakuje viackrát za sebou. STRs, známe aj ako mikrosatelity, vykazujú medzi jednotlivcami vysokú variabilitu v počte opakovaní a prítomnosti malých nukleotidových zmien (prerušenia). Táto variabilita je spojená s viacerými genetickými poruchami, vrátane amyotrofickej laterálnej sklerózy (ALS), Huntingtonovej choroby a Baratela-Scottovho syndrómu. Presná predikcia štruktúry STR je preto kľúčová pre pochopenie ich biologickej funkcie a súvislosti s ochoreniami. V tejto práci aplikujeme štatistické metódy, inšpirované algoritmom Expectation-Maximization (EM), na predikciu štruktúry STR. Náš prístup využíva populačné genetické údaje na presné odvodenie opakovacích vzorcov STR a ich variabilitu. Cieľom je zlepšiť presnosť predikcie prostredníctvom efektívnych výpočtových metód. Kľúčové slová: krátke tandemové repetície, STR, mikrosatelity, štatistické metódy, Expectation-Maximization, genetické poruchy

Práca pokračujeme v skúmaní pojmu užitočnosti informácie započanom na našej fakulte. Berieme problémy formalizované regulárnym jazykom L nad unárnou abecedou a za zložitosť problému považujeme stavovovú zložitosť minimálneho automatu A akceptujúceho jazyk L. Jazyk Ladv nám poskytuje užitočnú informáciu o probléme L, ak nám umožní nájsť nový problém Lnew taký, že Ladv ∩ Lnew = L. Od automatov Aadv a Anew akceptujúcich jazyky Ladv a Lnew požadujeme, aby mali menšiu stavovú zložitosť ako automat A. Inými slovami, aby riešenie nového problému aj overenie správnosti dodatočnej informácie boli jednoduchšie ako pôvodný problém. Na toto sa pozeráme ako na rozklad automatu A na Aadv a Anew . Pre daný automat A definujeme triedu LA ako triedu všetkých problémov, pre ktoré jazyk L(A) poskytuje užitočnú informáciu. Ukázali sme, že pre ľubovoľný automat A je táto trieda nekonečné, teda každý jazyk poskytuje užitočnú informáciu pre nekonečne veľa problémov. Ďalej sme sa zaoberali vzťahom medzi triedami LA , LB a jazykmi L(A), L(B) pre dané automaty A a B. Ukázali sme, že inklúzia tried implikuje existenciu rovnakej inklúzie na jazykoch. Z toho dostávame, že dané triedy sa rovnajú práve vtedy keď sa rovnajú aj dané jazyky. Ďalej sa nám podarilo dokázať, že vlastnosť ”poskytovať užitočnú informáciu” nie je tranzitívna.

V mojej práci som navrhol a vytvoril systém, ktorý dokáže monitorovať veľké množstvo SSL certifikátov na používateľom špecifikovaných webových serveroch, v súboroch uložených na disku, prípadne v súboroch, ktoré objavil systém rekurzívnym prehľadávaním súborového systému. Toto monitorovanie prebieha periodicky a pozostáva zo stiahnutia certifikátu do systému, kde následne dochádza k analýze. Výsledky analýzy si používateľ môže pozrieť vo webovej aplikácií, alebo dostať upozornenie pomocou jeho zvoleným upozorňovacím systémom (ako napríklad mailom, Slackom alebo Pushoverom). Týmto mojim systémom som zanalyzoval všetky aktuálne ".sk", ".cz" a ".ee" domény a výsledky porovnal s podobnými vedeckými článkami. Pri tejto práci som spolupracoval s firmou, v ktorej pracujem (bonet.systems, s.r.o.). Zároveň túto prácu mám tiež spracovanú ako diplomovú prácu, ktorá nesie rovnaké meno.

Space debris presents a critical challenge for the sustainability of future space missions, emphasizing the need for robust and standardized identification methods. However, a comprehensive benchmark for rocket body classification remains absent. This paper addresses this gap by introducing the RoBo6 dataset for rocket body classification based on light curves. The dataset, derived from the Mini Mega Tortora database, includes light curves for six rocket body classes: CZ-3B, Atlas 5 Centaur, Falcon 9, H-2A, Ariane 5, and Delta 4. With 5,676 training and 1,404 test samples, it addresses data inconsistencies using resampling, normalization, and filtering techniques. Several machine learning models were evaluated, including CNN and transformer-based approaches, with Astroconformer reporting the best performance. The dataset establishes a common benchmark for future comparisons and advancements in rocket body classification tasks.

We provide an overview of unwanted irregularities known as noise in polygon meshes, covering what it is, how it's categorized, and ways to measure it. Noise reduction techniques are divided into two main categories. The first are smoothing techniques that eliminate noise and smooth the structure. The second are optimization techniques that help restore lost features, for example, after oversmoothing. With this in mind, we provide a new approach that combines both categories. Initially, a smoothing technique called anisotropic diffusion was used to remove only the largest parts of the noise to avoid oversmoothing. After that, the optimization method known as moving least squares with quadrics correction is applied to restore details and eliminate remaining noise. Throughout this method, we used the weighted function to guarantee that only vertices from the local neighborhood of the mesh have an impact on the new position. Based on our experimental results, this process significantly reduces noise and improves the overall quality of the mesh.

As global waste production increases each year, efficient recycling is essential to reducing environmental pollution. Despite advancements in automation, waste sorting still largely depends on manual labour. While neural network-based methods have performed well on datasets, many datasets simplify real-world conditions by excluding backgrounds, limiting their practical applicability. Some models and datasets address these issues with promising results. This study investigates the effectiveness of non-neural network approaches for automated waste sorting, focusing on MPEG-7 visual descriptors. Specifically, we assess whether MPEG-7 descriptors can serve as a viable alternative for classifying waste images and improving sorting efficiency. MPEG-7, a multimedia content description standard, facilitates image categorization and rapid image matching, making it potentially viable for real-time applications. For efficiency, we utilized an existing dataset of 3,000 waste images with material categorization metadata. We computed MPEG-7 visual descriptors for each image to evaluate their effectiveness in sorting new images. Since standard MPEG-7 computations are complex and slow, we explored methods to optimize performance. These included reducing image resolution, as high-resolution images are unnecessary for descriptor-based classification, and segmenting images that contained entire conveyor belts rather than individual waste items. Additionally, given the large metadata volume generated, we examined whether shortening certain descriptor outputs could maintain classification accuracy. Ultimately, this research evaluates whether MPEG-7 descriptors provide a practical and computationally efficient alternative to neural networks for automated waste sorting.

In the era of large-scale multilingual speech recognition, the development of foundational models depends heavily on robust, language-specific datasets. However, for Slovak, no extensive publicly available resource currently exists. As a result, leading open-source systems include only a limited amount of Slovak training data, resulting in a noticeable performance gap compared to high-resource languages. To address this, we present the first large-scale Slovak dataset tailored for speech recognition tasks. It is derived from recordings of plenary hearings of the National Council of the Slovak Republic (NRSR) and contains approximately 4,000 hours of transcribed speech. This places it on par with datasets available for languages with significantly larger speaker populations. Its scale offers strong potential for training models that achieve substantially lower word error rates (WER) than those currently available.

Roadside billboards are a key component of outdoor advertising but may contribute to driver distraction, potentially increasing accident risk. This study utilizes the BillboardLamac dataset to develop a system for detecting billboards and classifying driver gaze durations. The dataset consists of images labeled into four predefined gaze categories, with corresponding billboard bounding boxes. A YOLO-based object detection model was fine-tuned on the dataset, achieving up to 94% accuracy on the test set. Subsequently, gaze duration classification was performed using frames extracted from gaze-tracking videos, in which drivers' visual attention to billboards was recorded using a Tobii eye tracker. Initial classification experiments with YOLO11 pre-trained models achieved 83% accuracy. To enhance performance, spatial information was incorporated through masking strategies, including blacking out non-relevant regions and introducing a fourth input channel to YOLO. These methodological refinements aim to improve the assessment of billboard relevance and establish a stronger link between driver attention and roadside advertisements.

The problem of detecting 2D line segments in RGB images is well-studied, with numerous solutions based on analytical computations or deep learning. In contrast, the detection of 3D line segments has not been paid much attention. In our work, we explore the possibility of extending an existing 2D line segment detection model for use in 3D. Specifically, we selected the LETR (LinE segment TRansformers) model, which we modified and trained to detect prominent line segments in an existing dataset containing 3D scans of bins. With simple postprocessing the detetected 3D line segments can be used to estimate the bin poses. The results show that this method achieves significantly better accuracy than previous state of the art (mean translation error 3.4 cm vs 6.7 cm and mean rotation error 0.164 rad vs 0.431 rad). This suggests that the proposed 3D line segment detector is well-suited for practical applications. In the future, we intend to extend our work for general-purpose 3D line segment detection in RGB images and point cloud data.

In recent years, the demand for realistic human avatars has escalated across diverse industries, ranging from gaming and virtual or augmented reality to fashion and healthcare. Creating an accurate, lifelike virtual duplicate of a human subject requires a precise reconstruction of anthropometric measurements from the real body to the rendered body model. In this paper, we propose a novel pipeline for 3D human body model reconstruction from a set of two input images. Our method generates metrically accurate virtual human avatars, based on body measurements extracted from an input image. Our approach is capable of parameterizing the generated mesh with body measurements and yields accurate results. To augment the metrically accurate body meshes, we introduce a pipeline for generating textured clothes to enhance user virtual experience. As a part of our work, we generated a synthetic dataset that serves as a foundation for further augmentation of the training process when extracting anthropometric measurements from an input photo. This dataset contains over one million files derived from 120,000 virtual avatars that can extend existing real datasets.

Collaborative training of a machine learning model comes with a risk of sharing private or sensitive data. Federated learning offers a way of collectively training a single global model without the need of sharing clients data, by sharing only the updated parameters from each clients local model. A central server is then used to aggregate parameters from all clients and redistribute the aggregated model back to clients. Recent findings have shown that even is this scenario, private data can be reconstructed only using the information about model parameters. Current efforts of mitigating this are mainly focused on reducing privacy risks on the server side with the assumption that other clients wont act maliciously. In this work, we analyzed various methods for enhancing privacy of the clients data with respect to both server and other clients for neural networks. Some of these methods include homomorphic encryption, gradient compression, differential privacy and discussions on possible usage of modified federated learning systems such as split learning, swarm learning or fully encrypted models. We have analyzed the negative effects of gradient compression and differential privacy on accuracy of classification convolutional neural network, We also implemented a proof of concept on a hardware used in 3D scanners and simulated this process using one server and two clients.

This work focuses on the development of a digital twin for the Virtualizer device – a robotic table with an arm used for automated 3D object reconstruction. The Virtualizer has two degrees of freedom. The scanned objects are placed on a rotating platform (rotation around the vertical axis). Above the platform, an arm moves, mounted at two points (rotation around the horizontal axis). The digital twin serves as a bridge between the real and virtual worlds, enabling real-time simulation, interaction, and analysis. The main objective is to create the most accurate virtual model of this device within the Unreal Engine 5 (UE5) environment and ensure its synchronization with the physical system. This will allow for controlling the robotic arm, simulating the object scanning process, and generating synthetic datasets. These synthetic datasets can be further utilized for computer vision tasks such as object recognition, filtering, and quality enhancement. Focus of the project is on selecting an appropriate methodology for model creation and behavior simulation. The final outcome will be a fully functional digital twin that will serve not only for visualization and simulation but also as a research tool in the field of computer vision.

V posledných desaťročiach sa teórii skeffoldingu dostalo širokej pozornosti v psychologicko-pedagogickej literatúre, ale jej aplikácia vo vyučovaní fyziky zostáva iba málo rozpracovaná. Najmä v učebných materiáloch často chýba vopred pripravená podpora, ktorá by uľahčila úspešné riešenie komplexnejších problémov. V našom príspevku navrhujeme metodickú koncepciu založenú na princípoch inštrumentálneho skeffoldingu. Pomocou upravenej Rumsfeldovej matice sa proces učenia chápe ako prechod štyrmi kognitívnymi štádiami: (1) „neviem, že neviem“, (2) „viem, že neviem“, (3) „viem, že viem“, (4) „neviem, že viem“. Najvyšším cieľom je dosiahnuť úroveň „chcem vedieť viac“ a akceptovať situáciu existencie formátu „neviem čo neviem“ ako nevyhnutnú podmienku poznávania sveta. Predstavíme možnosť, v ktorej sú učebné úlohy navrhnuté tak, aby týmito štádiami študenta viedli dynamicky, a to prispôsobením úrovne podpory v rámci samotného zadania. Navrhovaný prístup zahŕňa rovnováhu medzi zjednodušením jednotlivých prvkov a zachovaním komplexnosti kľúčových aspektov úlohy, čo podporuje rozvoj samostatného myslenia.

Vo vyučovaní fyziky v ostatných desaťročiach rastie dôležitosť komplexných problémov, ktoré majú žiaci na základných školách s primeranou podporou učiteľa riešiť. Žiak postavený pred komplexný problém identifikuje a rieši čiastkové problémy a popri tom zbiera informácie potrebné k riešeniu v dostupných zdrojoch informácií.  Učiteľ má vďaka priamemu kontaktu so žiakmi možnosť poskytnúť im podporu. V tomto článku analyzujeme interakciu medzi učiteľom a žiakom v takejto situácii. Skúmame, ako učiteľ problém diagnostikoval, aký typ podpory žiak potrebuje a akým spôsobom mu ju poskytol. Na analýzu využívame audiozáznam interakcie medzi učiteľom a žiakom a pomocou teórie skefoldingu vysvetľujeme stratégiu akú učiteľ použil ako aj proces postupného odoberania podpory, aby žiak nakoniec dokázal podobne náročný problém zvládnuť samostatne.

V práci sa venujeme teoretickým východiskám kontextuálneho prístupu k vyučovaniu fyziky a zmysluplnému učeniu sa. Realizovali sme prieskum, ktorého cieľom bolo zistiť, či sa v asociáciách žiakov s fyzikálnymi pojmami objavujú slová so športovou tematikou v takej miere, aby bolo zmysluplné využiť šport ako kontext pri výučbe vybraných fyzikálnych tém. Na základe získaných výsledkov sme vytvorili metodické materiály so športovou tematikou pre žiakov stredných škôl. Vytvorené materiály obsahujú pracovný list pre žiaka a metodický list pre učiteľa. Aktivity prepájajú fyzikálne poznatky s vybranými športovými témami, niektoré úlohy vyžadujú vyhľadávanie zaujímavých informácií na internete alebo v literatúre. Vybrané materiály sme otestovali na niektorých školách a získali sme spätnú väzbu od žiakov, ktorá prispela k ich ďalšiemu vylepšeniu. Kontext športu považujeme za jednu z možností, ktorá pomôže žiakom aplikovať fyzikálne poznatky v reálnych situáciách a na základe vlastných skúseností lepšie pochopiť princíp fungovania javov okolo nás.

Dôležitou súčasťou vyučovania fyziky je aj riešenie fyzikálnych úloh. Ich podstata by nemala byť založená iba na mechanickom počítaní kvantitatívnych typov úloh, ktoré môžu pre žiakov pripomínať hodinu matematiky. Rovnako dôležité je venovať sa aj kvalitatívnym typom úloh, ktoré umožňujú hlbšie pochopenie problémovej situácie, diskusiu o vplyve jednotlivých fyzikálnych veličín a rozvoj schopnosti odôvodenia výsledkov. Teoretická časť práce sa zameriava na tvorbu fyzikálnych úloh určených na komentovanie, ktoré kombinujú kvantitatívny a kvalitatívny charakter, a na ich následné hodnotenie. Vo výskumnej časti sa snažíme identifikovať ťažkosti pri komentovanom riešení úloh u gymnazistov navštevujúcich seminár z fyziky. Dáta sme získavali a analyzovali na základe výsledkov riešení úloh a dotazníkového prieskumu, v ktorom nám žiaci reflektovali svoje vnímanie ťažkostí. Zisťovali sme aj ich predchádzajúce skúsenosti a realizovali sme aj rozhovory s vyučujúcimi s cieľom podložiť získané výsledky.

Digitálne technológie majú vo vyučovaní fyziky nezastupiteľné miesto, pričom jedným z efektívnych nástrojov sú počítačové modely. Slúžia ako podpora výučby a je možné ich integrovať do každej fázy vyučovacieho procesu. Jedným z možných programov umožňujúcich tvorbu modelov je Algodoo. Program Algodoo je najefektívnejší v modeloch z mechaniky a optiky ale taktiež je v ňom možné vytvoriť rôzne stroje, hry alebo interaktívne simulácie. Táto práca predstaví vybrané spôsoby jeho využitia vo vyučovaní fyziky na základných a stredných školách.

Vytvorili sme tri vyučovacie hodiny určené pre študentov gymnázia, zamerané na rozšírenie ich poznatkov o číselných množinách a zoznámenie sa so základmi porovnávania veľkostí nekonečných množín. Po dvoch pilotných overovaniach a z nich vyplývajúcej úpravy hodín sme vytvorili sériu materiálov pre učiteľky a učiteľov, aby mohli vo svojej triede odučiť podobné hodiny. Pomocou analýzy dát z overovaní sme zhodnotili, ktoré časti témy sú pre gymnazistov vhodné, aké zadania sa nám osvedčilo používať a aké vyučovacie metódy podporili hlboké premýšľanie, aktívne zapájanie sa a diskutovanie v triede počas týchto hodín. 

Schopnosť pracovať s premennými, nachádzať pravidelnosti a vytvárať rôzne reprezentácie vzťahov je považovaná za kľúčový prvok algebrického myslenia, ktoré predstavuje významný prienik medzi matematickým a informatickým myslením žiakov. Náš dizertačný výskum sa zameriava na preskúmanie rozdielov v stratégiách žiakov pri riešení úloh zameraných na vybrané informatické koncepty v závislosti od úrovne ich algebrického myslenia. Pre potreby nášho výskumu sme pristúpili k vývoju testu algebrického myslenia určeného pre žiakov stredných škôl. Test je koncipovaný tak, aby pokrýval tri dimenzie algebrického myslenia: symbolizáciu, funkčné myslenie a modelovanie. Očakávaná náročnosť jednotlivých úloh bola stanovená na základe úrovňového modelu rozvoja algebrického myslenia. Pilotné overenie prvej verzie testu bolo realizované na vzorke 87 žiakov strednej školy. Výsledky analýzy pomocou klasickej testovej teórie a teórie odpovede na položku ukázali, že viaceré úlohy boli náročnejšie, ako predpokladal teoretický rámec, a ich schopnosť diferencovať medzi žiakmi s rôznou úrovňou algebrického myslenia bola nižšia, než sa očakávalo. Niektoré položky navyše overovali iné koncepty, než bolo pôvodne zamýšľané, čo poukazuje na potrebu revízie testu a úpravy jeho položiek.

Príspevok sa zameriava na opis tvorby pracovného listu o pytagorejských trojuholníkoch a vyhodnotenie jeho pilotného nasadenia na dvoch z bratislavských gymnázií. Materiál je cielený najmä na budúcich maturantov z matematiky, no poslúžiť môže aj učiteľom nielen maturitného seminára ako podklad k opakovaniu viacerých tém stredoškolskej matematiky. Jednotlivé úlohy zodpovedajú vedomostiam, ktoré by mal maturant ovládať a zároveň ukazujú, ako sa dá pokročilejšia stredoškolská matematika aplikovať na zdanlivo jednoduchý problém. Úlohy boli navrhnuté a spracované tak, aby na ich riešenie stredoškolská matematika stačila, no ukazujú, ako možno prepájať rôzne matematické oblasti a napomôcť tak uvedomelému utvrdeniu už osvojeného učiva. Na základe spätnej väzby tak môže prezentovaný materiál poslúžiť aj učiteľom ako alternatíva k tradičnému opakovaniu daných tém, keďže ponúka možnosť obohatiť klasické poznatky o nové aplikácie a nečakané súvislosti.

Hlavným cieľom tejto práce je vysvetliť koncepty dátových štruktúr radov a zásobníkov v informatike žiakom na druhom stupni základnej školy. Rozhodli sme sa nepoužívať počítače alebo výklad, ale papierové pracovné listy. Tie sme vytvorili použitím a úpravou úloh vybraných z informatickej súťaže iBobor. Jednotlivé úlohy majú rôzne úrovne náročnosti a v pracovnom liste sú usporiadané gradovane, na základe Bloomovej taxonómie, čím umožňujú osvojovanie si vedomostí od základného porozumenia až po aplikáciu alebo hodnotenie zložitejších situácií. Úlohy využívajú príklady z reálneho života, napríklad rady v obchode, náhrdelník alebo balíkobox. Tým sme chceli zaručiť, že táto téma bude pochopiteľná pre žiakov na nižších stupňoch vzdelávania. Pracovné listy sú vo fáze overovania, ktoré poskytne informácie o tom, ako boli žiaci schopní porozumieť konceptom radov a zásobníkov. Tiež sa žiakov pýtame na celkový dojem z pracovného listu a náročnosť úloh. Na základe ich odpovedí bude pracovný list upravený a prispôsobený, s cieľom dosiahnuť čo najvyššiu kvalitu. Vytvorené pracovné listy môžu slúžiť ako alternatívny nástroj na hodinách informatiky. Ich cieľom je nielen sprístupniť učivo inou formou, ale aj podporiť u žiakov schopnosť riešiť problémy a aplikovať získané poznatky v rôznych kontextoch.

Cieľom príspevku je preskúmať dostupné úlohy na dátovú štruktúru slovník v učebniciach programovania v jazyku Python pre stredné školy, či v iných učebných materiáloch. Popísať, čo je to slovník a vysvetliť konkrétne metódy potrebné k vyriešeniu úloh. Hlavným cieľom práce bolo vytvoriť sériu gradovaných úloh zameraných na dátovú štruktúru slovník v Pythone pre žiakov stredných škôl so zvýšeným záujmom o programovanie. Postupnosť úloh by mala viesť žiakov k oboznámeniu sa s postačujúcimi metódami na prácu s touto štruktúrou. Príspevok zahŕňa popísané jednotlivé úlohy a ich ciele, zhrnuté metodické poznámky pre učiteľa a aj poznatky z overenia úloh žiakmi.

Cieľom tejto práce bolo vytvoriť únikovú hru zameranú na grafové úlohy, ktorá by žiakom základnej školy priblížila základné koncepty teórie grafov. Hra bola určená pre žiakov siedmeho a ôsmeho ročníka a realizovaná vo forme pracovného listu, ktorý žiaci riešili bez použitia počítača. Obsahovala sedem úloh, pričom jedna z nich bola bonusová. Sledovali sme, ako sú žiaci schopní riešiť tieto úlohy počas jednej vyučovacej hodiny (45 minút). Hra začínala úvodným príbehom, ktorý sprevádzal prvú úlohu. Po jej vyriešení žiaci získali indíciu potrebnú na pokračovanie v ďalšej úlohe. Predpokladali sme, že žiaci sa oboznámia s princípmi teórie grafov intuitívne, bez nutnosti vopred poznať odborné definície a pojmy. Výsledky ukázali, že aj napriek absencii predchádzajúcich vedomostí z tejto oblasti sa žiaci dokázali orientovať v grafoch, čítať z nich informácie a úspešne riešiť predložené úlohy.

Roboty a umelá inteligencia sa v posledných rokoch rýchlo vyvíjajú a čoraz viac sa stávajú súčasťou rôznych oblastí každodenného života. Vďaka technologickému pokroku sú roboty pokročilejšie a schopné komunikovať so svojím okolím prostredníctvom rôznych senzorov. Skúsenosti žiakov s robotmi z reálneho života, či z filmov a médií majú značný vplyv na ich pochopenie fungovania robotov. Tieto skúsenosti ovplyvňujú aj ich porozumenie komunikácie robotov s ich okolím prostredníctvom senzorov. Žiaci prichádzajú na vyučovania s rôznymi predchádzajúcimi poznatkami o senzoroch robotov. V tomto príspevku sa zameriavame na identifikáciu a analýzu prekonceptov žiakov vo veku 11-13 rokov o senzoroch robotov. Využívame kvalitatívnu metódu zberu dát (dotazník s otvorenými otázkami) a zmiešané metódy analýzy dát, aby sme preskúmali, aké typy senzorov žiaci poznajú, ako rozumejú ich fungovaniu a akým spôsobom si predstavujú dáta, ktoré senzory získavajú a odosielajú do riadiacej jednotky robota. V tomto príspevku predstavujeme identifikované prekoncepty žiakov a rôzne úrovne ich porozumenia funkciám a práci senzorov v robotike.

Priemyselné sneženie je jav vyskytujúci sa na malej priestorovej škále v blízkosti priemyselných oblastí. V nich dochádza k uvoľňovaniu väčšieho množstva teplej vodnej pary a ďalších častíc (môžu plniť funkciu kondenzačných/ľadových jadier) do nízkej oblačnosti, čo vedie k jej presýteniu a následnej tvorbe zrážok v podobe snehových zŕn alebo ihličiek, pri kladnej teplote v podobe mrholenia. Tieto zrážky sú následne unášané prúdením a vypadávajú niekde v okolí, pričom podmienky sa väčšinou menia len nepatrne, čo môže viesť k výrazným rozdielom v počasí na stovkách, dokonca až desiatkach metrov. Keďže sa jedná o veľmi lokálny jav, informácie zo staníc nie sú postačujúce, preto je pre podrobnejšiu analýzu nutné zbierať informácie z médií, od náhodných pozorovateľov alebo z terénneho prieskumu. Významnosť tohto javu narastá v aglomeráciách alebo dôležitých dopravných uzloch, prípadne na letiskách. Preto je pre predpovednú prax, ale aj numerické modelovanie, dôležité poznať poveternostné podmienky a základnú klimatológiu javu.

The AMOS network of all-sky cameras is currently operating in six countries, spanning both hemispheres. In the past years we have collected vast amounts of data that contain precious information about meteors. Using double-station observations, we can calculate their atmospheric trajectory, from which the speed and luminosity as functions of time are inferred. Numerical modelling of the meteor observations allows us to determine the physical properties of the original bodies, which in turn can help us learn about comets, asteroids, and evolution of the Solar system. For that, we have developed a simple GUI tool that implements the model of meteoroid erosion by Borovička et al. (2007) suitable for fainter meteors. It is written in Python, while all numerical calculations are performed in C++. The user can effortlessly look through the plots of observed speed and luminosity of meteors, and pick those that exhibit sufficient deceleration, which is an important aspect of numerical modelling. The ultimate goal is to find physical parameters that offer the best fit to the observation, which includes determining the density, ablation coefficient, or fine-tuning the observed entry speed. We will showcase this workflow on some recent meteors observed by our cameras.

Hlavným nástrojom na numerickú predpoveď počasia v Slovenskom hydrometeorologickom ústave je predpovedný systém ALADIN/SHMU. Pre analýzu a asimiláciu dát v predpovedných modeloch počasia tzv. konvektívnej mierky (horizontálny krok 2-5 km) je kľúčové použitie vstupných dát s vysokým priestorovým a časovým rozlíšením. Súčasnosti je nová predpoveď modelu počítaná každých 6 hodín na 3 dni s intervalom 1 hodina, v priestorovej mriežke 4.5 km. Dostupnosť aktuálnych meraní je rádovo vyššia. Napríklad satelitné merania s frekvenciou 15 minút. Asimilácia satelitných meraní zohráva kľúčovú úlohu pri zlepšovaní kvality numerických predpovedí počasia. Jednou z hlavných výziev je systematická chyba v satelitných meraniach, ktorá môže negatívne ovplyvniť analýzu modelu. V tomto príspevku sa zameriavame na metódu Variational Bias Correction (VarBC), ktorá dynamicky odhaduje a koriguje systematické chyby v rámci asimilácie údajov v modeli ALADIN/SHMU. VarBC schéma aktualizuje bias koeficienty spolu s modelovým stavom. Existujú viaceré možnosti inicializácie metódy VarBC. Venujeme sa komparácii dvoch stratégií nezávislého cyklenia korekčných koeficientov, ktoré vychádzali z nulového počiatočného stavu. Skúmame cyklenie s každým asimilačným krokom a podľa dennej stratégie. Príspevok analyzuje časový vývoj korekčných koeficientov pre údaje z prístroja SEVIRI na geostacionárnej družici Meteosat Second Generation, demonštruje ich stabilizáciu v priebehu času a celkový vplyv asimilácie satelitných údajov na kvalitu predpovedí. Výsledky ukazujú, že správne nastavenie VarBC výrazne ovplyvňuje efektivitu korekcie biasu a tým aj kvalitu analýzy modelu.

It has been known for several decades that the Newtonian gravity of visible matter alone can't explain the motions observed in the Universe. This has led to the necessity of adding dark matter halos to galaxies or to change the fundamental laws of gravity and/or Newtonian dynamics. The interpolating functions used in these models can be intepreted as an empirical relation between the distribution of visible and baryonic matter. In this contribution, we will present a possible relation creating a non-spherical dark matter halo.

Space weathering affects all objects exposed to the space environment, including artificial satellites and space debris, leading to detectable changes in surface materials over time. This study analyzes the optically detectable changes in the surfaces of CZ-3B rocket upper stages, tracking their evolution from a few months in orbit up to 2.5 years. Given their frequent launches and standardized design, CZ-3B rocket bodies are ideal targets for studying space weathering effects on artificial objects. Observations were conducted using Johnson-Cousins photometric filters to examine variations in the (B-V), (V-Rc), and (Rc-Ic) color indices, identifying regions of the visible spectrum most affected by exposure to the space environment. The phase angle and rotational period of each object were considered, as these factors can cause apparent changes to the color indices if not handled appropriately. Understanding the impact of space weathering on the optical properties of space debris is crucial for the long-term monitoring and classification of artificial objects in orbit.

Príspevok vychádza z mojej stredoškolskej odbornej činnosti. V teoretickej časti definujeme základné pojmy, ako exoplanéty a zóna života, a poskytujeme prehľad metód detekcie exoplanét. V praktickej časti sa venujeme výpočtom rovnovážnych teplôt exoplanét a určeniu exoplanét patriacich do zóny života.

HI content of galaxies can serve as an important tracer that enables us to probe the galaxy environment and evolution. More precisely, the HI deficiency (established as the difference between expected and observed HI content of a galaxy) is closely related with environmental effects which are significant within large groups and clusters. In this work we created a machine learning random forest model based on the isolated ALFALFA sources, which can predict an expected HI content of a galaxy with given optical quantities. Our model performs much better than the popular approach where HI mass is linearly related with the optical size (both on logarithmic scale). The model was used for predicting the expected HI content for ALFALFA galaxies with environment, enabling us to compute the HI deficiency. Although the scatter is high, results show prevailing growing dependency between the HI deficiency and the environment.

V tejto práci sa venujeme aplikovaniu vybraných metód strojového učenia na získanie re- prezentácií polí vybraných meteorologických veliˇcín datasetu CERRA. Reprezentácie sú vo forme jedno- rozmerných vektorov a ich kvalitu posudzujeme nie- kol’kými metrikami odlišnosti medzi spätnou rekon- štrukciou a pôvodným pol’om. Aplikujeme lineárnu dekompozíciu a neurónové siete typu autoenkóder. Za týmto účelom využívame implementácie sietí z počítačového videnia s doim- plementovanými vlastnými komponentami. Porovnávame presnost’ a prenosnost’ metód medzi doménami, ako aj vplyv optimalizovaných metrík na priestorovú distribúciu chyby.

This study presents the development and evaluation of an automated method for segmenting subcutaneous and visceral adipose tissue in magnetic resonance imaging (MRI) using a U‑Net–based convolutional neural network. The model was trained and tested using MRI scans from 51 patients. For subcutaneous fat segmentation, the network achieved high accuracy. Segmenting visceral fat proved more challenging, indicating the need for enhanced data augmentation strategies and finer architectural tuning. Key challenges include the risk of overfitting due to the limited dataset size and variability in adipose tissue morphology. Future work will focus on expanding the dataset, incorporating advanced augmentation techniques and validating the model. These efforts are expected to improve segmentation robustness and facilitate clinical translation of this tool for quantitative assessment of body fat in biomedical research and diagnostic practice.

V posledných rokoch dosahuje významnú vedeckú pozornosť práve pozorovanie a diagnostika prítomnosti železa v mozgu. Je dokázané, že zvýšené koncentrácie tohto prvku môžu mať súvis s rozvojom neurodegeneratívnych ochorení ako je Alzheimerova choroba (AD), Parkinsonova choroba (PD) alebo demyelinizačná skleróza multiplex (SM) a starnutím, zatiaľ čo znížené hladiny sa vyskytujú napríklad pri rôznych anémiách alebo v dôsledku nedostatočného príjmu zo stravy. Prítomnosť železa bola pozorovaná prostredníctvom viacerých experimentálnych metód. Analýzou globus pallidus externus (GPe) ľudského mozgu bola určená lokalizácia železa využitím svetelného (SMK), ako aj skenovacieho elektrónového mikroskopu (SEM). Pozorovania získané SMK uvádzajú, že nervové bunky vykazujú fyziologickú veľkosť a morfológiu. Využitím energeticky disperznej röntgenovej spektroskopie (EDX) bola dokázaná prítomnosť železa a iných prvkov prítomných v ľudskom GPe. Prostredníctvom mapy rozloženia prvkov, SEM–EDX, bolo zobrazené fokálne rozloženie železa a kyslíka v centrálnej časti agregátu. Metódou transmisnej elektrónovej mikroskopie (TEM) boli identifikované štruktúry hipokampu, extrahované z myších vzoriek, s následným prvkovým rozložením jednotlivých elementov prítomných v časticiach. Využitím metódy TEM spolu s metódou SEM–EDX bola potvrdená prítomnosť železa. Je pozorované, že uvedená prítomnosť depozitov železa je vyvolaná samotnou metabolickou aktivitou a neurotransmiterovou reguláciou bazálnych ganglií. V oblasti hipokampu má tento prvok opodstatnenie pri neurotransmiterovej homeostáze, synaptickej plasticite, ako aj pri metabolizme mitochondrií. Predpokladá sa, že pozorovanie akumulácie železa v mozgu môže v budúcnosti, naopak, slúžiť aj ako biomarker, umožňujúci monitorovanie, diagnostiku a sledovanie progresie chorôb. Kľúčové slová: železo v mozgu, globus pallidus, hipokampus, neurodegeneratívne ochorenia

Rádiomická analýza predstavuje moderný kvantitatívny prístup využívajúci veľké dáta a metódy umelej inteligencie na hodnotenie medicínskych obrazov. V práci bol využitý rádiomický postup na hodnotenie obrazových dát z pozitrónovej emisnej tomografie (PET) s fludeoxyglukózou. Obrazy vznikli v rámci rutinnej praxe na oddelení nukleárnej medicíny. Cieľom bolo identifikovať rozdiely v rádiomických charakteristikách v závislosti od pohlavia a veku. Ako oblasť záujmu bol segmentovaný celý mozog. Následne boli extrahované rádiomické charakteristiky pomocou softvéru LIFEx. V prostredí RStudio boli vybudované a validované modely strojového učenia na klasifikáciu pohlavia a regresiu veku. Model na predikciu veku sme aplikovali na porovnanie mozgu pred a po neoadjuvantnej chemoterapii, pri ktorej sa často vyskytuje zníženie kognitívnej výkonnosti ako nežiaduci účinok.

Kardiovaskulárne ochorenia a diabetes mellitus patria medzi najrozšírenejšie a vysoko patologické ochorenia súčasnosti. Sú úzko spojené so závažnými metabolickými poruchami, ktoré významne zvyšujú energetické nároky srdcového svalu. Zvýšené energetické nároky sú v mitochondriách úzko spojené so zvýšenou tvorbou reaktívnych foriem kyslíka (ROS), ktoré vznikajú ako vedľajší produkt dýchacieho reťazca. Nadmerná akumulácia ROS môže viesť k oxidačnému stresu a poškodeniu bunkových štruktúr. Pre zachovanie funkcie a ochrany myokardu dochádza k aktivácii kompenzačných a adaptačných mechanizmov. Základom týchto mechanizmov je regulácia mitochondriálnych funkcií, ktoré zahŕňajú zmeny v štruktúre a funkcii mitochondriálnych membrán. Experimentálne je možné kardioprotekciu simulovať prostredníctvom obmedzeného prístupu kyslíka (hypoxia) a akútnej fázy diabetu. Kardioprotekčné účinky sú spojené s aktiváciou uncoupling proteínov (UCP), ktoré zohrávajú kľúčovú úlohu v regulácii mitochondriálnej energetiky. Ochranný mechanizmus proteínu UCP3, patriaci do skupiny UCP, spočíva v znížení hladiny ROS prostredníctvom katalýzy protónového úniku. Cieľom tejto štúdie bolo využiť spektroskopické metódy na analýzu prítomnosti a kvantifikáciu koncentrácií UCP3 v mitochondriách myokardu po indukcii hypoxických podmienok a v akútnej fáze diabetu.

Predkladaná práca je zameraná na štúdium mechanizmov interakcie bakteriálnych lipopolysacharidov (LPS) s DNA aptamérmi a následných interakcií LPS s antimikrobiálnym peptidom polymixínon B pomocou kremenných kryštalických mikrováh s monitorovaním rozptylu energie (QCM-D). LPS sú endotoxíny, nachádzajúce sa na vonkajšej membráne Gram negatívnych baktérií. Medzi tieto baktérie patrí Salmonella typhimurium aj Escherichia coli. Molekuly LPS sú súčasťou vonkajšej bunkovej membrány G- baktérií a ich primárnou úlohou je udržiavanie jej štrukturálnej integrity. Takáto membrána potom slúži ako bariéra proti cytotoxickým látkam akými sú antibiotiká a obranným mechanizmom hostiteľa. LPS v nižších koncentráciách pôsobí aktivačne na imunitný systém hostiteľa, vo vysokých koncentráciách je hematotoxický. Pre vývoj nových metód detekcie baktérií je potrebné poznať mechanizmy ich interakcie s možnými receptormi. DNA aptaméry a lektíny by mohli plniť túto úlohu receptorov. Doposiaľ však mechanizmy týchto interakcií neboli v dostatočnej miere študované. Pri zachytení LPS na povrchu piezokryštálu modifikovaného DNA aptamérmi by bolo možné sledovať interakciu LPS s antimikrobiálnym peptidom polymyxínom B. Pozorovanie týchto interakcií je v súčasnej dobe vysoko motivované rastúcim počtom multirezistentných kmeňov patogénnych baktérií.

Studená atmosférická plazma (CAP) a plazmou aktivovaná voda (PAW) predstavujú sľubné nástroje s možným využitím v poľnohospodárstve. Táto štúdia sa zameriava na vplyv PAW na vybrané hybridy kukurice počas rôznych stupňoch pestovania. Hlavným cieľom bolo preskúmať účinky PAW na vybrané hybridy kukurice a posúdiť jej prínos k odolnosti rastlín a udržateľnej produkcii. Priming zŕn pomocou PAW významne podporil rast, pričom sa zaznamenalo predĺženie koreňov a výhonkov, zväčšenie listovej plochy, nárast čerstvej hmotnosti, lepší príjem vody a urýchlená lignifikácia. Okrem toho sa v listoch zvýšila koncentrácia karotenoidov a fenolických zlúčenín. Naše výsledky naznačujú, že PAW môže posilniť antioxidačnú kapacitu kukurice a zvýšiť jej odolnosť voči abiotickému stresu. Ďalší výskum zameraný na optimalizáciu zloženia PAW a správne načasovanie jej aplikácie by mohol tieto benefity ešte viac zvýrazniť a prispieť k udržateľnejšiemu pestovaniu plodín.

Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) is an optical emission spectroscopic technique that uses a pulsed-power laser beam, focused in space and time, to extract a minimal quantity of material from a solid sample and then atomize and excite it to reach the plasma state. This state is characterized by high temperature (typically around 10,000 K) and high degree of ionization through a mechanism called laser ablation. The spectra recorded is related to an atomic and ionic electronic transition, hence the information is a lines signal. It is usually observed in a plasma in thermodynamics equilibrium phenomena such as self-absorption which occur when a photon emitted during the transition is absorbed inside the plasma, resulting in a diminution of the spectral lines, this phenomena interfere for quantification. NELIBS is a method usually use to produce an enhancement on the spectral lines, this method use nanoparticles to improve the interaction between the laser pulse and the surface of the analyte of interest as a results the spectral lines recorded suffer an enhancement compare with the case without nanoparticles. This work presents a methodology to improve the quality of the spectral lines which are susceptible to suffer self-absorption effect using the NELIBS technique. To achieve this objective a temporal study of the plasma over solid targets such as boron pure solid is carried out. The nanoparticles used are gold (Au) synthetized by laser ablation. The results show an improvement on the spectral line with nanoparticles in time and the elimination of self-reversal effect (a specific type of self-absorption) which is more complicated to correct in normal LIBS experiments.

2,4,6-trichloroanizol (TCA) a 2,4,6-bromoanizol (TBA) sú známymi kontaminantami potravín, ktoré sa vyznačujú silným zápachom a nepríjemnou chuťou. Zároveň boli zdokumentované ako metabolity halógenfenolov, ktorých bežným zdrojom sú laky na ošetrenie dreva a pesticídy. Okrem minimalizácie ekonomických dopadov na potravinársky priemysel je teda ich detekcia dôležitá aj pre monitoring environmentálnej záťaže. Relevantné vlastnosti molekúl TCA a TBA skúmame na teoretickej úrovni využitím kvantovo-chemických G4 a OVGF. Identifikácia izomérov vzniknutých disociáciou materskej molekuly bola vykonaná pomocou GOAT algoritmu na úrovni semiempirických metód. Hlavným výstupom práce sú teoreticky stanovené korelované ionizačné energie skúmaných molekúl a séria prahových disociačných energií, ktoré umožňujú interpretáciu experimentálnych výsledkov získaných bežne používanými analytickými metódami, najmä hmotnostnou spektrometriou a fotoelektrónovou spektrometriou, využívanými na detekciu týchto zlúčenín.

Oxid uhličitý CO2 je jeden z hlavných skleníkových plynov. V súčasnosti sa venuje veľa pozornosti nájdeniu metód, ktoré by dokázali rast koncentrácie CO2 v atmosfére spomaliť a CO2 z atmosféry opätovne využiť’. Sľubnou metódou sa javí byt’ plazmová konverzia. V práci sme skúmali plazmovú konverziu CO2 prebiehajúcu v prechodovom iskrovom výboji generovanom pri atmosférickom tlaku v zmesi N2 a CO2 bez alebo s pridaním vlhkosti. Skúmali sme viacero typov experimentov a to so suchou alebo vlhkou plynnou zmesou, príp. s pridaným externým kondenzátorom. Pomocou infračervenej absorpčnej spektroskopie sme pozorovali produkciu oxidu uhoľnatého CO, ako hlavného produktu konverzie CO2. Pre jednotlivé experimenty sme vyhodnotili aj základné elektrické charakteristiky výboja ako časový priebeh napätia a prúdu či výkon výboja, kapacitu obvodu, prúdové amplitúdy a frekvenciu iskrenia. Vyhodnotili sme účinnosť konverzie CO2 (v %), energetickú náročnosť’ (v kWh/g) a energetickú účinnosť (v g/kWh) skúmaného experimentu v závislosti od výkonu výboja, resp. objemovej hustoty energie SIE (J/l). Z výsledkov vyplýva, že so zvyšovaním výkonu výboja rastie aj účinnosť’ konverzie CO2. Najväčšia účinnosť konverzie bola pozorovaná v experimente so suchou plynnou zmesou a s pridaným externým kondenzátorom, a to vo výške 12,6 % pre SIE rovné 3570 J/l. Najvyššiu energetickú účinnosť sme dosiahli vo výške 4,7 g/kWh pre SIE 950 J/l v experimente s vlhkou plynnou zmesou.

Porozumenie kinetiky ionizačných procesov pesticídu chlórpyrifos (CHL) je nevyhnutné na charakterizovanie jeho možností detekcie a degradácie pomocou experimentálnych techník. Vzhľadom na rôznorodý charakter ionizačných mechanizmov je nutné stanoviť ionizačné energie, elektrónové afinity ako aj protónové afinity meraných látok. Táto práca sa zameriava na poskytnutie teoretických dát pre iónovú pohyblivostnú spektrometriu (IMS) založenú na ionizácii prenosom náboja, a to hlavne protónu z reakčných iónov na detegované látky pomocou IMS. Protónové afinity mnohých látok nie sú známe, navyše selektivita naviazania protónu na rôzne prvky meranej vzorky vedie k rôznym protónovým afinitám. Výpočtami pomocou density functional theory (DFT) metód sme preskúmali štruktúru rôznych neutrálnych konformérov CHL (využitím funkcionálu M06-2X) a stanovili ich protónové afinity (využitím funkcionálu B3LYP). Na preskúmanie štruktúrnych faktorov ovplyvňujúcich veľkosť protónovej afinity sme analyzovali povrch potenciálovej energie molekuly CHL s využitím oboch funkcionálov. Porovnanie získaných protónových afinít CHL s protónovými afinitami známych reakčných iónov v IMS (rôznorodé vodné klastre) umožní stanoviť kinetiku jednotlivých reakcií, či je ionizačný kanál aktívny alebo zakázaný.

This study investigates the interaction of acetone molecules with low-energy electrons (10–100 eV) using emission spectroscopy in the UV-Vis spectral region, with a focus on spectral analysis and the determination of emission cross-sections. The primary objective is to obtain data on electron-induced fluorescence of (CH3)2CO molecules, which are significant components of many extraterrestrial objects and hold substantial potential in astrophysical research.

Táto práca sa zameriava na vývoj a overenie novej metodiky určovania tlaku nasýtených pár plynných látok pomocou optickej spektroskopie. Štandardný prístup je založený na znalosti intenzity absorpčných čiar, ktorá sa využíva pri výpočte tlaku z nameraných absorpčných spektier. V mnohých prípadoch však tieto referenčné údaje chýbajú alebo nie sú dostatočne presné, ako napríklad pri molekule amoniaku. Úlohou tejto práce je nájsť čo najvhodnejšiu techniku na riešenie tejto situácie. Cieľom je preveriť, či a za akých podmienok je možné súčasne určiť tlak nasýtených pár a intenzitu spektrálnych čiar z nameraných optických spektier. Z praktického hľadiska sa práca zameriava na vývoj špecifického programu na spracovanie absorpčného spektra. Hlavným cieľom je optimalizácia algoritmu pomocou simulovanej absorpcie metánu v termodynamickej rovnováhe v rozsahu teplôt 50 – 90 K.

Formamide, the simplest amide, is an interesting system to study. Its diverse chemistry includes functional groups and chemical bonds found in key biomolecules, making it a candidate as a potential precursor to life, many biochemical studies propose it likely played a crucial role in the context of the origin of life on our planet. The emission spectrum following electron impact on formamide is studied in a crossed-beam experiment. The spectra were measured at two slit widths of 100 and 300 μm, at 50eV, within a wavelengths range of 280 to 1000 nm, to achieve optimal ratio of signal intensity and resolution. In the emission spectra, several lines and bands could be successfully identified, where the most prominent excited species that found were the hydrogen Balmer series, the nitrogen triplet system NH, the excited CH radical in the A and B electronic states, and atomic oxygen.

Porovnanie efektu dvoch rôznych zdrojov nízkoteplotnej plazmy na semená sóje Tereza Mišútová, Mohamed K.A. Fawwaz, Petra Šrámková Na zvýšenie výnosu poľnohospodárskych plodín sa používajú preukázane škodlivé látky ako pesticídy, fungicídy či umelé hnojivá, ktoré nepriaznivo vplývajú na životné prostredie i ľudské telo. Je dôležité redukovať tieto nepriaznivé vplyvy, zlepšiť klíčivosť a eliminovať chorobnosť semien inovatívnymi technológiami. Ako jednou z možností náhrady bežne používaných látok sa ukazuje opracovávanie semien nízkoteplotnou plazmou. Plazma ako vysoko ionizovaný plyn obsahuje mnoho aktívnych častíc ako sú elektróny, excitované častice, ióny, či UV žiarenie a iné. Plazmová úprava semien preukázateľne zlepšuje klíčivosť, zvyšuje vitalitu semien a ničí prirodzené patogény na ich povrchu. Pre naše experimenty sme vybrali semená sóje, ktoré sme vystavili dvom zdrojom nízkoteplotnej plazmy s rôznou konfiguráciou, a to difúznemu koplanárnemu povrchovému bariérovému výboju (z angl. diffuse coplanar surface barrier discharge - DCSBD) a piezoelektrickému výboju PiezoBrush PZ3. Stanovili sme zmenu zmáčavosti pomocou merania kontaktného uhlu vody, zmeny imbibície vody gravimetrickou metódou, klíčivosť semien a chemické zmeny metódou infračervenej spektroskopie. Ukázalo sa, že oba plazmové zdroje majú pozitívny vplyv na zníženie kontaktného uhla vody a teda zvýšenie zmáčavosti. Oba plazmové zdroje priaznivo pôsobia aj na klíčivosť semien, ktorá bola vyššia v porovnaní s referenciou. Keďže tieto parametre sú pre poľnohospodársky priemysel kľúčové, mohli by v budúcnosti práve plazmové úpravy osív a semien zvýšiť kvalitu potravín i životného prostredia.

Improving the plasma effect is one of the topics that has attracted a lot of attention in the past decade. Ultraviolet radiation (UV) is one of the many combination techniques utilized for this. In this work, we reveal the photolysis and antibacterial synergy between plasma activated water and UV radiation near UVA wavelengths. Plasma treatments produce reactive oxygen and nitrogen species (RONS) in water. When we used plasma and UV simultaneously, or UVA followed by plasma for Escherichia coli treatment, the effect was higher than two treatments alone. According to RONS measurements, it has been shown that the concentration of H2O2 and NO2 decreases in the presence of UVA. The UVA photolysis examination of pure nitrite, hydrogen peroxide solution, and their combination demonstrated that the generation of peroxynitrite in a buffered solution partially contributed to the antibacterial action seen in this study. Furthermore, measurements made in OH species show that part of the photodecomposition of H2O2 can produce the OH radical, which plays a key role in the elimination of bacteria. The results reported here confirm that the synergistic effect of plasma and UV radiation can produce highly active species and improve the plasma effect in the removal of bacteria. This methodology is also applicable in several plasma and plasma-activated water applications across diverse domains.

Selective epitaxy alignment of direct bandgap group III-V nanowires can be used to form photonic crystal structures. Such structures can be used to build high-performance photonic devices. In this study a core-shell GaAs/InGaAs/InGaP based nanowire was designed. Photonic crystal surface emitting lasers are formed by arranging them as honeycomb structures on insulator-on-silicon substrates by selected area metal-organic vapour-phase epitaxy, and the lasers are optically pumped to demonstrate their room-temperature excitation modes. The lasers were optically characterised to analyse the laser wavelength and laser threshold, as well as the laser divergence. The photonic band gap of the photonic crystal during excitation is also demonstrated. Keywords: Nanowires, Photonic crystal laser, Lattice mismatch, Selected Area Epitaxy (SAE), Photonic band gap.

Titanium dioxide nanotubes are versatile nanomaterials with transformative potential across energy, environmental, and medical fields, driven by their tunable structure and exceptional properties. However, pure TiO2 usage is limited by relatively wide energy gap. The fabrication and oxidation processes of iron-doped titanium nanotubes were investigated in this paper. The influence of various iron concentrations on the structural, morphological, and electrochemical properties of precursor films prepared by magnetron sputtering was analyzed. Advanced characterization techniques, including scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and energy-dispersive spectroscopy (EDS), were used to examine the relationship between iron concentration and material characteristics. Optimized precursor films were deposited by magnetron sputtering. The as-deposited films were subsequently oxidized in an organic-based electrolyte at 40 volts for 30 minutes to obtain an oriented array of Ti-Fe nanotubes. To improve their sensorics properties, the samples were annealed at 600°C. Sensitivity to hydrogen was measured at various temperatures.

Zlúčeniny bóru s vanádom patria medzi boridy prechodových kovov (TMBx), ktoré sú zaujímavé svojimi vlastnosťami ako napríklad vysoká tvrdosť, odolnosť voči opotrebeniu a vysokoteplotná stabilita [1]. Vďaka tomu majú potenciál pre široké uplatnenie, napríklad vo forme ochranných povlakov pre rezné nástroje v strojárstve. Mechanické vlastnosti tenkých TMBx vrstiev závisia od chemického zloženia a mikroštruktúry, ktoré možno ovplyvniť zmenou depozičných podmienok. Bór v kombinácií s vanádom vytvára niekoľko kryštalických fáz, vrátane hexagonálnejVB2-P6/mmm, ortorombickýchV3B4-Immm, V5B6–Ammm, V2B3- a VB-Cmcm, a tetragonálnejV3B2-P4/mbm. Cieľom tejto práce je pripraviť sériu tenkých VBx vrstiev a preskúmať, aký vplyv má pomer vanádu a bóru vo vzorke na formovanie jednotlivých kryštalických fázpri depozícii a tiež pri dodatočnom vákuovom žíhaní. Vrstvy sme pripravili pomocou magnetrónového naprašovania, kodepozíciou z VB2 a V terča. Pre dosiahnutie rôznych stechiometrií (pomer B/V) sme menili prúd na vanádovom terči v rozsahu od 0mA do 500mA, pričom prúd na VB2 terči bol vo všetkých prípadoch 300 mA. Zloženie vrstiev sme merali s využitím vlnovo-disperznej röntgenovej spektroskopie (WDS). Vzorky sme následne žíhali vo vákuu pri teplote od 800°C do 1200°C a pomocou rӧntgenovej difrakčnej analýzy (XRD)sme analyzovali štruktúru vrstiev.Mechanické vlastnosti všetkých vzoriek boli zmerané nanoindentáciou. [1] W.G. Fahrenholtz, G.E. Hilmas, Scr Mater 129 (2017) 94–99.

Hydroxyapatit je anorganický biomateriál prirodzene sa vyskytujúci v kostiach a zuboch. Vďaka svojej vysokej biokompatibilite sa bežne využíva napr. v kostných náhradách. Štúdie navyše ukazujú, že elektrická modifikácia môže viesť na zvýšenie jeho bioaktivity a potenciálne urýchliť regeneráciu kostných poranení. V tejto práci bol hydroxyapatit modifikovaný elektrónovým lúčom v skenovacom elektrónovom mikroskope. V dôsledku jeho dielektrických vlastností sa elektrický náboj z elektrónového lúča zachytával (rádovo 10-9 C) v povrchovej vrstve s hrúbkou niekoľkých mikrometrov. Takto nabitá vzorka bola umiestnená pod visiacu kvapku deionizovanej vody na podstavec so známou permitivitou. Keďže nabitá oblasť mala konečné rozmery, generovala nehomogénne elektrické pole, a to modifikovalo pôvodný rovnovážny tvar kvapky. Pod vplyvom elektrického poľa dochádzalo najmä k vertikálnemu naťahovaniu kvapky, pričom miera tejto deformácie rástla so zvyšujúcou sa intenzitou poľa. V našej štúdii sme zmenu intenzity pôsobiaceho elektrického poľa dosiahli zmenou vzdialenosti nabitej vzorky a použitím podstavcov s rôznymi dielektrickými vlastnosťami. V rámci experimentov boli analyzované podstavce vyrobené zo siedmich materiálov: polyvinylchlorid ( = 3,3), polymetylmetakrylát ( = 3,1), teflón ( = 2,1), silón ( = 3,9), voda ( = 80) a z kovov, medi a hliníku. Experimenty potvrdili, že dielektrické vlastnosti podstavcov majú zásadný vplyv na mieru deformácie kvapky v elektrickom poli. Merania tiež ukázali vplyv triboelektrického nabíjania väčšiny dielektrických materiálov, pričom jediným materiálom bez prejavov triboelektrického efektu bol silón.

V tomto príspevku sa zaoberáme analýzou možností využitia rezistu SU-8 ako materiálu vhodného na prípravu mikrosystémov na báze amorfného uhlíka. Naším cieľom je optimalizácia procesu prípravy mikroštruktúr na báze SU-8 pre mikrosenzory pomocou procesu pyrolýzy. Na rozdiel od publikovaných postupov, pri našej príprave štruktúr a dekompozícii materiálu SU-8 je využívaný proces pyrolýzy pomocou Rapid Thermal Annealing (RTP, systém rýchleho žíhania). Vyšetrovali sme zmeny objemu a transportné vlastnosti výsledných mikroštruktúr.

Cieľom našej práce bolo deponovať kryštalické tenké vrstvy v systéme Ti-B, s pomerom B/Ti = 1:1, analyzovať ich štruktúru, mechanické vlastnosti a teplotnú stabilitu. Keďže depozícia kryštalických vrstiev v tomto pomere prvkov býva problematická, pripravili sme vrstvy rôznymi PVD depozičnými technikami, z ktorých najvhodnejšia sa ukazuje HITUS. Vzorky pripravené touto depozičnou technikou pri rôznych napätiach na terči boli kryštalické, aj v požadovanej chemickej kompozícii. Zafírový substrát bol počas depozície ohrievaný na teplotu 400 °C. Pomocou WDS sme ukázali, že zmena napätia na terči má podstatný vplyv na chemické zloženie vrstiev. Vrstvy sme žíhali vo vákuu v rozsahu teplôt 800 °C – 1200 °C a sledovali stabilitu a zmenu mechanických vlastností. Pomocou rôznych XRD metód (BB skeny, pólové obrazce, mapovanie recipročného priestoru) sme pozorovali biaxiálnu textúru a charakterizovali sme fázy vo vrstvách. Z našich výsledkov vyplýva, že vrstvy deponované pri napätí na terči -200 V mali najvyššiu tvrdosť (29 GPa), nízku drsnosť a stechiometriu najbližšie k B/Ti = 1:1, ktoré sa napriek zmene štruktúry pri žíhaní výrazne nemenili. Ostatné deponované vrstvy boli výrazne ochudobnené o bór a pri žíhaní sa ich mechanické vlastnosti zhoršili. Kľúčové slová: tenké vrstvy, Ti-B systém, HITUS, chemické zloženie, štruktúra, tvrdosť, drsnosť.

Analýza historických artefaktov nám môže priblížiť vývoj rozličných kultúr po celom svete. Medzi obľúbené techniky patrí datovanie artefaktov na určenie obdobia, z ktorého predmety pochádzajú a prvková analýza na identifikáciu z čoho boli artefakty vytvorené. V tejto práci sme datovali artefakty rádiouhlíkovou metódou s využitím urýchľovačovej hmotnostnej spektrometrie (AMS) za účelom identifikovania veku starožitností a metódou PIXE na identifikáciu prvkového zloženia pigmentov nanesených na vzorkách. Dokopy sme analyzovali štyri artefakty, z toho dva boli obrazy, jeden okrasný tanierik a matriošku. Na rádiouhlíkové datovanie sme museli odoberať relatívne drobnú časť vzorky z málo viditeľnej časti artefaktu a chemicky ju spracovať. Keďže v tejto metóde sa analyzovalo drevo zo vzoriek, tanierik sa nedatoval. S využitím externého zväzku pri PIXE meraniach sme mali príležitosť analyzovať artefakty bez ich úpravy. PIXE metódou boli analyzované všetky vzorky. Oba typy meraní sme vykonali v laboratóriu CENTA, ktoré je vybavené lineárnym tandemovým urýchľovačom Pelletron. Odhadovaný vek artefaktov nebol väčší ako 150 rokov. V prvkovej analýze boli identifikované rozdiely medzi zložením jednotlivých farieb nanesených na vzorkách vzhľadom k obdobiu kedy boli artefakty natreté. V pigmentoch sme identifikovali bežné prvky (K, Ca, Fe…), ale aj ťažké kovy (Pb, Hg).

Porovnanie teoretických modelov a experimentálnych dát pre protónovú emisiu a ich aplikácia do oblasti nad Z=82. Cieľom tejto práce je určiť ktoré izotopy ťažkých jadier v oblasti ptotónového drip linu môžu podliehať protónovej emisii, možnosti konkurencie alfa rozpadu a odhad polčasu rozpadu.

This work investigates the population of excited states of isotopes within a beta-decay chain of the 179Au parent isotope using modern experimental facilities at the University of Jyväskylä in Finland. The main subject of the study is the extremely neutron-deficient isotope 179Au. Understanding the 179Au isotope is important for addressing important questions related to the nuclear structure of odd-mass Au isotopes in general. The main objectives of this research were to analyze the specific peak at 153.4 keV using the running gate method. The research revealed that the 153.4 keV peak is a doublet, indicating the presence of two nuclear transitions with very similar energy. This led to the identification of three new excited states in the 179Pt isotope. These findings contribute to the knowledge in nuclear physics and open up possibilities for future studies.

Single beta decays are discussed with emphasis on theoretical shapes of electron energy spectra. The Fermi local interaction of weak interactions provides us with the description of the allowed nuclear beta decays that is well known. There are experiments concerning forbidden beta transitions, e.g. like experiments with reactor neutrinos in which most beta decays are non-allowed ones. The aim of our studies is to derive precise formulae for unique and non-unique forbidden beta transitions including the effect of finite nuclear size and screening.

Neutrino telescopes start to participate in the field of multi-messenger astronomy recently. Precise determination of time and charge of light pulses from Cherenkov radiation created in collisions of neutrinos with matter is of crucial importance. Therefore, our aim is time and charge calibration of basic detector units of the KM3NeT experiment. Presentation will provide theoretical background of the main registration principles of water Cherenkov telescopes with emphasis on the Digital Optical Module of the KM3NeT neutrino telescope.

The observation of neutrinoless double-beta decay would definitively determine the nature of the neutrino as a Majorana particle. It would imply that the lepton number is not a good quantum number, allowing neutrino-antineutrino oscillations to occur. The amplitude of these oscillations is proportional to the effective mass, which we determined in this work. In the case of the normal mass hierarchy, there exists a region of possible masses, where neutrinoless double-beta decay does not occur. Therefore, it would not be possible to observe it, even if neutrinos were Majorana particles. In this region, we studied the amplitudes of neutrino-antineutrino oscillations and their dependence on L/E (distance from detector/energy of neutrino), since they would be still occurable.

Quantum superposition lies at the heart of quantum mechanics and underpins the non-classical behavior of quantum systems. Understanding and extending the mechanisms by which superposition states can be engineered is crucial for advancing the foundations of quantum information science. In this paper, we explore a method for generating superposition of unknown orthogonal states with predefined amplitudes. We demonstrate that such a superposition can be probabilistically constructed and subsequently discuss how a similar outcome may be realized using only a single instance of the original state through the application of universal optimal quantum cloning. The theoretical implications of this approach for quantum state manipulation are examined in detail.

This contribution is focused on the production of feebly interacting dark matter particles from an in-equilibrium standard-model bath, known as the dark matter freeze-in scenario. We derive analytical approximations to quantum statistical effects that modify the well-known Gelmini-Gondolo formula for thermally averaged cross sections in the Boltzmann equation. The accuracy of the approximations in both the production rate and frozen-in relic density is studied for several reaction topologies. 

The teleparallel equivalents of General Relativity are gravitational theories based on teleparallel geometry that remain dynamically equivalent to General Relativity. Since General Relativity is a classical gauge gravitational theory of diffeomorphisms, a natural question arises: does the same hold for its teleparallel counterparts? This work explores the gauge structure of these theories, showing that their gauge groups correspond to certain unspecified subgroups of the diffeomorphism group. These subgroups may be trivial and vary depending on the specific physical situation, as they rely on the symmetries of the corresponding linear connections.

The Coulomb problem in a spherical cavity, primarily studied in chemical physics, serves as a model for atoms under high pressure. We encountered this problem while investigating the Coulomb interaction in Quantum Space. Our analysis focuses on the Fuzzy Onion Matrix Model, a three-dimensional quantum space composed of concentric noncommutative spheres in an onion-like structure. By considering a specific limit, we obtain an "onion" with a constant radius, enabling the study of arbitrary Hamiltonians within this confined spherical space. Our investigation revealed "mirror" energy states and potential symmetries. We have accurately reproduced the energy spectrum with high precision.

Finding the probability density of eigenvalues of Hermitian \( N \times N\) matrices plays a crucial role in matrix models. This can be achieved through various approaches. Depending on the complexity of the models, analytical solutions often become highly challenging or even impossible, making simulation methods, such as Hybrid Monte Carlo (HMC), indispensable. We focus on the limit of large matrices, where \( N \to \infty \). For large \( N \), simulation methods encounter significant challenges, which is why we explore an alternative approach that could, in some cases, circumvent these issues. In this regime, the Bootstrap method could be a practical approach, allowing us to generate moments through specific recurrence relations and system conditions, which can then approximate the desired probability density. We illustrate this method on the Wigner semicircle distribution and a model with a quartic potential, for which we have successfully mapped the phase diagram. All results are in good agreement with the theoretical expectations, confirming the validity and effectiveness of the proposed approach.

The unification of quantum theory and theory of gravity predicts that the structure of spacetime at very small distances is not continuous. One specific realization of this idea is the fuzzy onion model. In this model, space is constructed as a series of concentric noncommutative spheres of increasing radius, where the step in the radius of the spheres corresponds to the scale of noncommutativity on the spheres. For a finite number of spheres, functions on this space and operators acting on these functions can be expressed in the language of matrices. This allows us to analyze simple quantum-mechanical situations in this space. For some of these situations, we investigated the energetic spectrum and wave functions of stationary states and compared results with the commutative case. In addition, some of the results will be compared with those obtained by other authors.

Following the minimality principle, we identify a set of higher-dimensional effective operators that can simultaneously generate tiny neutrino masses, the observed dark matter relic density, and the universe's matter-antimatter asymmetry. Our analysis reveals that only two new particles—a heavy fermion and a light scalar—are necessary in addition to the Standard Model. We investigate the viability of this scenario across various parameter values. Dark matter particles are produced either through freeze-in or freeze-out. The matter-antimatter asymmetry arises from asymmetric scatterings and decays of heavy particles.