Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych Politechniki Łódzkiej prowadzi działalność naukową i dydaktyczną w dziedzinie nauk inżynieryjno-technicznych, w ramach dwóch dyscyplin naukowych: automatyki, elektroniki, elektrotechniki i technologii kosmicznych oraz informatyki technicznej i telekomunikacji.
- Działalność dydaktyczna i rozwój kadry naukowej
Pracownicy Katedry prowadzą intensywną działalność dydaktyczną na Wydziale Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki Politechniki Łódzkiej oraz w Centrum Kształcenia Międzynarodowego. Zajęcia prowadzone są w języku polskim, angielskim oraz francuskim.
W Katedrze wykonywanych było wiele prac doktorskich. Od początku funkcjonowania jednostki (rok 1996) do tej pory wypromowanych zostało ponad 60 doktorów. Większość prac zdobyła wyróżnienie.
- Działalność naukowa
Pracownicy Katedry od wielu lat prowadzą szereg prac naukowych, badawczych i rozwojowych w zakresie różnych dziedzin elektroniki i informatyki. Podejmowane działania koncentrują się w szczególności na: projektowaniu i modelowaniu układów scalonych, syntezie HDL nowoczesnych układów ASIC-VLSI, projektowaniu i modelowaniu nowoczesnych przyrządów mocy i układów Smart Power, symulacji termicznej i elektrotermicznej przyrządów półprzewodnikowych mocy i obwodów VLSI i innych, termografii w podczerwieni, projektowaniu układów reprogramowalnych FPGA i CPLD, sieciach neuronowych, projektowaniu systemów mikro-elektro-mechanicznych (MEMS) z wykorzystaniem języka VHDL-AMS, elektronice mocy, projektowaniu zaawansowanych serwisów WWW, bazach danych, projektowaniu aplikacji dla urządzeń mobilnych, przetwarzaniu obrazów medycznych, zastosowaniu informatyki w medycynie.
W Katedrze ukończono wiele projektów finansowanych na poziomie krajowym oraz kilkanaście projektów międzynarodowych. Wiele z podejmowanych badań ma charakter interdyscyplinarny. Realizowane są także projekty finansowane przez Unię Europejską.
Do ostatnich realizowanych projektów finansowanych w ramach funduszy europejskich zaliczyć można:
- projekt „FOSREM – od nieba poprzez ziemię aż do podziemnych zastosowań”, w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój (Umowa POIR.01.01.01-00-1553/20). W ramach projektu opracowano i zbudowano urządzenie służące do ciągłej rejestracji ruchu obrotowego. Ruch ten może towarzyszyć trzęsieniom ziemi, gdzie jego amplituda rzędu nrad/s (prawie o trzy rzędy niższa od prędkości obrotu Ziemi) może być przyczyną zniszczeń, przed którymi obecnie nikt się nie zabezpiecza. Ruchy rotacyjne wysokich budowli takich jak kominy, elektrownie wiatrowe, sztolnie górnicze mogą mieć wartości nawet kilku rad/s (drgania obrotowe o amplitudzie rzędu obrotu na sekundę) powodując pękanie tych obiektów i ryzyko ich uszkodzenia czy zawalenia. Opracowane urządzenie znajdzie szerokie zastosowanie w poprawie bezpieczeństwa i przeciwdziałaniu opisanym powyżej niekorzystnym zjawiskom.
- projekt „sPParTAN - Spersonalizowana odzież ochronna dla ratowników górskich z funkcją aktywnego ogrzewania", w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój (Umowa POIR.04.01.04-00-0070/18-00). Przedmiotem projektu było opracowanie spersonalizowanej odzieży ochronnej, przeznaczonej dla ratowników górskich, wyposażonej w funkcję inteligentnego ogrzewania i pozyskiwania energii ze źródeł alternatywnych. Produkt integruje nowoczesne rozwiązania z elektroniki, informatyki, odzieżownictwa oraz ochrony pracy. Grupą docelową projektu są ratownicy górscy, obecnie korzystający z biernej odzieży turystycznej ogólnego przeznaczenia.
- projekt „PolFEL – Polski Laser na Swobodnych Elektronach", w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój (Umowa POIR.04.02.00-00-B002/18-00). Podjęcie prac nad budową lasera na swobodnych elektronach umożliwia nie tylko udostępnienie polskim naukowcom nowoczesnego urządzenia, które może być wykorzystywane w wielu dziedzinach nauki i techniki, ale także pozwala na włączenie się w programy europejskie. Dzięki temu projektowi Polska podkreśla swoje znaczenie na mapie wielkich instalacji badawczych Europy.
Do najważniejszych prac badawczych oraz projektów międzynarodowych realizowanych
w ostatnich latach należą:
- współpraca dwustronna z Deutsches Elektronen Synchrotron (DESY) z Hamburga w zakresie projektowania aparatury elektronicznej i rozwiązań programistycznych dla systemów sterujących akceleratora (od 2002 r.),
- współpraca z ośrodkiem ITER w Cadarache we Francji - grupa naukowców z Katedry Mikroelektroniki i Technik Informatycznych prowadzi badania w zakresie projektowania oraz wdrażania złożonych systemów informatyczno-elektronicznych, które zostaną zainstalowane w eksperymentalnym reaktorze termojądrowym, m.in. w celu pozyskiwania danych pomiarowych, diagnostyki plazmy termojądrowej oraz sterowania maszyną (od 2010 r.),
- współpraca z Instytutem Fizyki Plazmy im. Maxa Plancka w Greifswaldzie. Współpraca naukowa dotyczy projektowania systemów elektroniczno-informatycznych oraz algorytmów dedykowanych do diagnostyki plazmy wytwarzanej w stellaratorze W7-X, w szczególności diagnostyki plazmy z wykorzystaniem kamer cyfrowych pracujących w zakresie promieniowania widzialnego oraz podczerwieni. Badania naukowe obejmują systemy akwizycji, sterowania, przetwarzania i archiwizacji danych o podwyższonej niezawodności (od 2015 r.),
- współpraca w ramach konsorcjum „Polska Grupa Elektroniczna" (eng. PEG – Polish Electronic Group), w skład którego wchodzą również Politechnika Warszawska oraz Narodowe Centrum Badań Jądrowych – konsorcjum realizuje w latach 2016-2025 fragment polskiego wkładu rzeczowego w budowę ośrodka European Spallation Source w Szwecji. W ramach tej współpracy konsorcjum PEG jest odpowiedzialne za pomoc w opracowaniu, wytworzenie oraz instalację systemów sterowania parametrami pola elektro-magnetycznego w eliptycznych, nadprzewodzących wnękach rezonansowych akceleratora protonów źródła spalacyjnego (LLRF control system – Low Level Radio Frequency control system), a także odpowiada m.in. za projekt układu PiezoRTM do sterowania oraz monitorowania piezosiłowników czy opracowanie oprogramowania układowego (MMC) oraz aktualizację i utrzymanie stanowiska testowego,
- udział we Wspólnym Projekcie Wspólnoty EURATOM powołanym rozporządzeniem UE nr 2021/765 z dnia 10 maja 2021 uzupełniającym program Horyzont Europa – gdzie celem pracowników jednostki jest m.in. zbudowanie prototypowego systemu dla spektrometrii i diagnostyki twardego promieniowania rentgenowskiego pozwalającego na akwizycję sygnałów z fotopowielacza oraz zbadanie parametrów sygnału przesyłanego na odległość powyżej 100 m z użyciem podwójnie ekranowanego przewodu koncentrycznego,
- udział w pracach dla ośrodka FermiLAB (ang. Fermi National Accelerator Laboratory) – dzięki międzynarodowej współpracy rozbudowany zostanie kompleks akceleratorowy znajdujący się w ośrodku FermiLAB położonym w Batavii, w pobliżu Chicago, w Stanach Zjednoczonych. Po ukończeniu prac powstanie urządzenie wytwarzające wiązki protonów o mocy przekraczającej jeden megawat, czyli o 60 procent więcej niż obecnie. Unikalną właściwością planowanego urządzenia będzie jego praca w trybie ciągłym. Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych PŁ odpowiadać będzie za realizację zadań związanych z implementacją systemów zabezpieczających poprawną pracę maszyny (RFPI – Radio Frequency Protection Interlock). Pracownicy Katedry zaprojektują i wykonają układ przetwarzania sygnałów gotowy do masowej produkcji, jak i dostarczą oprogramowanie niższego i wyższego poziomu (sterowniki oraz integracja ze środowiskiem EPICS) wraz z graficznym interfejsem użytkownika.
Wartym uwagi jest fakt, iż aż trzy projekty, które realizowane są przez pracowników Katedry, zostały wpisane w 2020 roku na listę MNiSW „Polska Mapa Infrastruktury Badawczej”:
- E-XFEL – Laser na Swobodnych Elektronach
- PolFEL – Polski Laser na Swobodnych Elektronach
- ESS – Europejskie Źródło Spalacyjne
Pełna lista MNiSW „Polska Mapa Infrastruktury Badawczej” dostępna jest pod adresem: https://www.gov.pl/attachment/a5839d22-680b-44ed-9708-cbaefd9498d2
- Infrastruktura
Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych posiada bogate i nowoczesne wyposażenie laboratoryjne, które umożliwia prowadzenie badań oraz zajęć dydaktycznych na wysokim poziomie.
Najważniejsze pracownie i laboratoria to:
• pracownia projektowania układów i systemów scalonych,
• laboratorium komputerów i systemów przemysłowych,
• laboratorium naukowo - dydaktyczne elektroniki mocy,
• laboratorium systemów sterowania i akwizycji danych w fizyce wysokich energii,
• laboratorium naukowo - badawcze systemów fotowoltaicznych,
• laboratorium układów impulsowych mocy.
Wyposażenie dydaktyczne Katedry obejmuje także:
• 5 nowoczesnych sal wykładowych wyposażonych w sprzęt multimedialny,
• 5 pracowni komputerowych,
• pracownię prototypowania układów z frezarką obwodów drukowanych oraz warsztat z profesjonalnymi stacjami lutowniczymi i elektronarzędziami.
- Działalność organizacyjna
Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych PŁ jest głównym organizatorem cyklicznej międzynarodowej konferencji MIXDES (Mixed Design of Integrated Circuits and Systems), która odbywa się raz do roku w najciekawszych miejscach w Polsce nieprzerwanie od 1994 r. Jednym z podstawowych celów konferencji jest wymiana doświadczeń z naukowcami z europejskich i pozaeuropejskich ośrodków naukowo-badawczych. Dzięki konferencji powstaje możliwość nawiązania kontaktów naukowych z uczelniami z zachodniej Europy, co do tej pory zaowocowało realizacją kilku europejskich projektów naukowo-badawczych. Konferencja skupia się na problemach związanych z projektowaniem, modelowaniem, wytwarzaniem układów scalonych wielkiej skali integracji (VLSI), mikrosystemów oraz układów mocy, a także ich zastosowaniu w nowoczesnych systemach elektronicznych. Co roku podczas konferencji mają miejsce sesje specjalne, poświęcone m.in. tematyce kompaktowego modelowania tranzystorów MOS i ich standaryzacji. Ważną częścią konferencji są także referaty zaproszone. Do ich wygłaszania organizatorzy starają się zapraszać światowej sławy specjalistów zajmujących się najnowszymi technologiami. Artykuły wyróżnione na konferencji niejednokrotnie były publikowane w prestiżowych czasopismach międzynarodowych.