Interdiszciplináris fluktuáció és zajproblémák technológiai alkalmazásokkal: nanostrukturák, sztochasztikus rezonancia, szenzorok és más releváns alkalmazások = Interdisciplinary scientific problems of noise and fluctuations with technological applications: nanostructures, stochastic resonance, sensors and other relevant applications

A kutatások során numerikus szimulációkkal és mérésekkel is megmutattuk, hogy a sztochasztikus rezonancia segítségével jelentős jel/zaj viszony erősítés érhető el igen általános feltételek és bemenő jelek esetére. Az 1/f zaj időbeli szerkezetének vizsgálatához DSP alapú jelgenerátort fejlesztettünk ki, és empirikus formulát adtunk meg a zaj szintmetszési statisztikájának leírására. Neurokardiológiai kutatási erdeményeink közé tartozik a vérnyomásjelek spektrális analízisének új, artefaktumokra sokkal kevésbé érzékeny módszerének bevezetése és DSP alapú mérőműszerek kifejlesztése. Félvezető polimerek termikus és elektromos tulajdonságainak kutatásába, nanotechnológiai alapú kémiai szenzorok vizsgálatába is bekapcsolódtunk. Digitális műszereket fejlesztettünk ki impulzuslézerek késleltetésének sztochasztikus szabályozására és egy AFM mérőműszer precízebb vezérléséhez is. A virtuális méréstechnikában szerzett jártasságunkra alapozva szakmódszertani kutatásként demonstrációs kísérleteket fejlesztettünk ki. A kutatási eredmények publikációi: 3 könyv illetve konferenciakiadvány szerkesztése; 6 nemzetközi és 2 hazai meghívott előadás, 8 nemzetközi és 1 hazai cikk, 10 nemzetközi és 1 hazai konferenciaelőadás. | On the basis of numerical simulations and measurements we have shown that high signal-to-noise ratio gain can be obtained in systems showing stochastic resonance for quite general conditions and various signals. The time structure of 1/f type noises has been explored by universal DSP based noise generator developed by our group. We have introduced an empirical expression for the level-crossing statistics of 1/f noises. We have shown a new method for the spectral analysis of blood pressure which is much more straightforward and insensitive to artifacts than the commonly used resampling method. DSP based instruments supporting neurocardiological data acquisition have also been developed. We have started collaborations for the research of the thermal and electrical properties of semiconductor polymers, and nanotechnology-based chemical sensors. We have developed intelligent instruments for the stochastic control of laser pulse delays and a more precise control of an atomic force microscope (AFM). We have also developed demonstration experiments based on virtual instrumentation technology. Our results have been shown to the public in numerous publications: we have edited 3 books and conference proceedings, presented 6 international and 2 domestic invited talks, published 8 international and 1 domestic papers, presented 10 international and 1 domestic regular conference talks

Lacunarity as a quantitative measure of mixing—a micro-CT analysis-based case study on granular materials

In practically every industry, mixing is a fundamental process, yet its 3D analysis is scarce in the literature. High-resolution computed tomography (micro-CT) is the perfect X-ray imaging tool to investigate the mixing of granular materials. Other than qualitative analysis, 3D micro-CT images provide an opportunity for quantitative analysis, which is of utmost importance, in terms of efficiency (time and budget), and environmental impact of the mixing process. In this work, lacunarity is proposed as a measure of mixing. By the lacunarity calculation on the repeated micro-CT measurements, a temporal description of the mixing can be given in three dimensions. As opposed to traditional mixing indices, the lacunarity curve provides additional information regarding the spatial distribution of the grains. Discrete element method simulations were also performed and showed similar results to the experiments