Zprávy a oznámení

Slaboproudý obzor 20 Roč. 69 (2013) Číslo 3

Prof. Ing. Juraj Valsa, CSc.

Dne 4. září 2013 odešel ve věku 80 let profesor Juraj Valsa,

vynikající učitel a vědec, klasik s hlubokými technickými znalostmi, teoretik i vynikající experimentátor, průkopník a zanícený propagátor nových idejí.

Léta 1933-1951 (dětství, studia) Juraj Valsa se narodil 19. ledna 1933 v obci Záměl

v bývalém okrese Rychnov nad Kněžnou. 1. září 1939, kdy nastupoval do školy, nacisté napadli Polsko a začala 2. světová válka. Jeho otec byl jako odbojář vězněn v koncentračním táboře, z něhož se již nevrátil, a matka byla totálně nasazena. J. Valsy se v této těžké době ujali příbuzní z nedalekého Potštejna. Prvních 5 let školní docházky absolvoval zde a rovněž v Brně v letech 1939-1943. Poté pokračoval jako gymnazista v Kostelci nad Orlicí a v Brně až do roku 1951.

Léta 1951-1974 (VTA a VAAZ Brno, Egypt) Přestože jej zpočátku přitahovala chemie, jeho nevšední

technické nadání jej nakonec přivedlo na brněnskou Vojenskou technickou akademii (VTA), kde v letech 1951-1956 studoval vojensko-inženýrský obor. Studia ukončil jako nadporučík. Řada jeho spolužáků si hledala zaměstnání v nejrůznějších institucích, například v Tesle Opočínek či v Pardubicích v oblasti vysílací techniky, ale i na brněnské poště. Juraj Valsa nastoupil jako občanský zaměstnanec na Katedru radiotechniky (K53) VTA, kterou tehdy vedl kapitán Ing. Josef Čajka. Spolu s ním na katedře přibylo několik dalších civilních zaměstnanců z řad čerstvých absolventů VTA, například V. Mikula a D. Černohorský, pozdější profesoři na VUT v Brně.

Během studia na VTA objevil Juraj Valsa v jedné ze skříní v laboratoři katedry trosky TV kamery z německé řízené střely s nepoškozeným superikonoskopem. Spolu se třemi spolužáky vytvořil svůj první výzkumný tým, který se pustil do stavby TV kamery. Kameru sestavili ze čtyř částí: synchronizační obvody, zesilovače, systém vychylování, zdroje. Každý ze studentů navrhoval a poté vyrobil jednu z nich. Kamera byla realizována v rámci kolektivní diplomové práce. Oponent v domnění, že se jedná jen o studii, nebyl z diplomové práce nadšen. Když však studenti představili funkční přístroj, rychle

změnil názor. Po absolvování VTA a nástupu na Katedru radiotechniky pokračoval J. Valsa ve výzkumu z oblasti televizní techniky spolu s A. Krtičkou, který působil na Katedře vojenských radiových stanic. Zhruba do roku 1960 byly postaveny další modifikace TV kamer, jak se superikonoskopem, tak i s vidikonem. Jedna varianta byla doplněna vysílačem a umístěna spolu s akumulátory ve vozidle V3S. Jako taková byla využívána na řadě vojenských cvičení. Další verze pak byla umístěna na samohybném dělu. Zpočátku se tedy televize využívala v rámci vojenských cvičení k řízení a vedení boje. Kolem roku 1958 navazuje J. Valsa spolupráci s prof. Navrátilem z II. Interní kliniky nemocnice u Sv. Anny. Výsledkem bylo využití televize v lékařství na operačních sálech. J. Valsa pak zúročuje své zkušenosti ve výuce televizní techniky pro vybrané specializace a rovněž vydáním knihy „Televizní technika“ v SNTL v roce 1964.

Na Katedře radiotechniky dochází k postupnému konstituování Skupiny teorie elektronických obvodů (TERO), která byla vedená docentem Čajkou a jejímiž členy byli i J. Valsa a později A. Krtička. Tato skupina přechází v roce 1962 na Katedru teoretické elektrotechniky a radiotechniky (K338), od roku 1971 s kódovým označením K301. J. Valsa pracoval ve skupině radioelektronických obvodů, kterou vedl náčelník katedry profesor Čajka. V skupině tehdy působilo několik odborníků, kteří významnou měrou přispěli k rozvoji teorie elektrických obvodů u nás, zejména Čajka, Valsa, Mikula, Pospíšil, Bogr, Krtička a Štefl. V tomto prostředí dochází k rychlému odbornému růstu J. Valsy. V roce 1970 publikuje s J. Čajkou dva významné články v prestižním časopise Electronics Letters. Silně jej ovlivnilo jeho působení na MTC (Military Technical College) v egyptské Alexandrii v roce 1960. Po přemístění této vojenské vysokoškolské výuky do Káhiry se J. Valsa vrací do Egypta a vyučuje zde v letech 1962-1964 a 1968-1971. V období let 1963-1968 píše převážně sám nebo ve spolupráci s kolegy Čajkou a Krtičkou řadu učebních textů a skript z oboru televizní techniky a teorie obvodů, mezi nimi vynikající učební fondy v angličtině pro výuku na MTC Cairo.

Z přehledu výzkumných úkolů, do jejichž řešení byl J. Valsa zapojen v letech 1956-1973, vyplývá jeho postupná orientace na problematiku modelování elektrických obvodů a matematických algoritmů pro jejich počítačové řešení. Z dnešního pohledu působí první simulační experimenty J. Valsy na VTA v letech 1958 až 1968 poněkud neskutečně. K dispozici byly analogové počítače MEDA a AP3 s možností grafického výstupu na speciálním zapisovači Bruel & Kjaer, případně děrnoštítkové organizační automaty Hollerith. V roce 1965 obhajuje Ing. Valsa kandidátskou disertační práci na téma „Numerický výpočet přechodných dějů v lineárních obvodech“. Výpočty byly prováděny na mechanickém ručním kalkulátoru Odhner a elektrickém kalkulátoru Friden. Od roku 1965 je na VTA k dispozici MINSK 22, což byl na svou dobu velmi spolehlivý celotranzistorový počítač se vstupem z děrné pásky, která se připravovala na sovětském vojenském dálnopisu, s operační pamětí (podle dnešních měřítek) asi 36 kB a s přídavnou magnetickou páskovou pamětí ve druhém sále. Na tomto dnes nepředstavitelném hardware realizoval

Slaboproudý obzor Zprávy a oznámení

Roč. 69 (2013) Číslo 3 21

J. Valsa spolu s kolegy Čajkou a Kapustou program pro řešení kmitočtových charakteristik lineárních obvodů, modelovaných metodou uzlových napětí s omezením do 41 uzlů, s komplexní aritmetikou a s postupnou redukcí admitanční matice. Na tomto stroji vznikly i pozdější známé programy FRECHA a COCO, které se používaly ve výuce i na Slovensku, v Německu a v Sovětském Svazu.

V roce 1969 obhajuje J. Valsa habilitační práci „Aktivní filtr s kaskádně zapojeným obvodem zpětné vazby“. Titul docent mu však z politických důvodů nebyl přiznán.

Přichází éra vyšších programovacích jazyků. Na MTC Cairo pracuje J. Valsa nejprve na stolním počítači LGP 21, kdy v roce 1970 programuje algoritmy pro modelování ideálních operačních zesilovačů, zdrojů napětí a dalších prvků, pro něž neexistuje admitanční matice. Jinými slovy, vymýšlí a používá modifikovanou metodu uzlových napětí tři roky předtím, než je tato metoda oficiálně publikována v USA. Do tohoto období spadají i jeho první pokusy s numerickou inverzí Laplaceových obrazů, inspirované články Zakiana v Electronics Letters z let 1969 a 1970. V Egyptě využívá J. Valsa i možnost pracovat na počítači ICL 1905 ve Fortranu. Po návratu na VAAZ se Fortran stává jeho „druhým jazykem“. Pracuje na počítačích ZPA 600 (VAAZ) a Tesla 200 (VUT). V období do roku 1973 píše řadu unikátních algoritmů se zaměřením na analýzu linearizovaných obvodů, od matico-vých operací v komplexní aritmetice až po citlivostní a šumo-vou analýzu. V roce 1973 představuje program SALC pro výpočet obvodových funkcí a jejich citlivosti v kmitočtové i časové oblasti a posléze jeho variantu NALC pro šumovou analýzu. Programy byly využívány ve výuce na Slovenské vysoké škole technické v Bratislavě. Začíná se zabývat počítačovou simulací nelineárních obvodů s diodami, tranzistory a operačními zesilovači. Využívá k tomu svůj program BIAS.

Léta 1974-1988 (VÚES Brno) V roce 1974 v důsledku normalizačních procesů nuceně

odchází z VAAZ. Následně je přijat do VÚES (Výzkumný ústav elektrických strojů), a navzdory svému kádrovému profilu, který byl trnem v oku tehdejšímu vedení stranické organizace, se v krátké době vypracovává na vedoucího odboru elektrických pohonů a výkonové elektroniky. Zde se věnuje problémům modelování složitých elektromecha-nických dynamických soustav. Výsledky jeho oddělení jsou natolik excelentní, že komunističtí funkcionáři jsou nuceni tolerovat mezinárodní spolupráci jím vedeného týmu a zahra-niční výjezdy J. Valsy s tím spojené. Zpočátku pracuje J. Valsa ve VÚESu na počítači PDP 11-40 firmy Digital Equipment Corporation a programuje v BASACu, což byla speciální forma basicu pro sběr dat z AD převodníků, později ve Fortranu. Záhy po vzniku programu NAP2 v Dánsku studuje jeho matematické algoritmy a vytváří jeho zjedno-dušenou verzi MININAP, kterou bylo možné provozovat na PDP11-40. Tento program, který využíval speciální Petersenův algoritmus řešení soustav nelineárních diferenciálních rovnic, se pak stal „skrytou zbraní“ celého vývojového oddělení. Ve VÚESu jimi řeší nejrůznější úlohy: výkonové obvody s tyristory a tranzistory, elektrické točivé stroje a elektromechanické systémy, optimalizace asynchro-nních strojů s hlubokou drážkou, analýzu nelinearit magne-tických částí, modelování magnetické hystereze apod. Ke konci 80. let přechází na program SADYS Z. Olivy

a H. Manna, provozovaný na počítačích EC 1030 a EC 1035, a modifikuje některé jeho algoritmy. Spolu s kolegou P. Hájkem vytváří program SGRAF, což byl grafický postprocesor SADYSu. Pracuje na zlepšovacím návrhu, řešícím tzv. větrní síť hlubinného dolu, a na základě elektromechanických analogií simuluje velmi rozsáhlé nelineární rezistorové sítě, obsahující kolem 200 uzlů a 300 nelineárních větví. Speciální program RESIST, vytvořený ve spolupráci se synem Ondřejem, tehdy studentem FE VUT Brno, využívá robustního Newtonova-Raphsonova iteračního algoritmu. Pro J. Valsu je charakteristické, že z odměny za vyřešený zlepšovací návrh si zakoupil kapesní programovatelný kalkulátor TI 58 a později Sharp PC-1211. Následoval počítač ZX Spectrum a další s výstupem na TV přijímač. V polovině 80. let J. Valsa projektuje ve VÚESu na prvních počítačích PC, většinou z JZD Slušovice.

Léta 1988-2013 (VUT Brno, Waterloo University, penze) V roce 1988, před transformací VÚESu z výzkumně-

vývojového ústavu na vývojově-výrobní podnik, dostal J. Valsa nabídku učitelského místa na Katedře teoretické a experimentální elektrotechniky VUT v Brně, kterou přijal po splnění dvou podmínek: 1) Příslib uznání titulu docent, 2) Rektor VUT přemluví ředitele VÚESu, aby J. Valsu uvolnil. Docentský titul byl tedy J. Valsovi přiznán až s devate-náctiletým zpožděním. V letech 1990-1995 byl vedoucím Katedry teoretické a experimentální elektrotechniky. Navíc zastával vysoké akademické funkce (1990-1992 prorektor VUT, 1994-1997 proděkan FEI). Navzdory časové náročnosti těchto funkcí J. Valsa nerezignoval na vědu ani na výuku. Záhy je jmenován profesorem. Své zkušenosti z oblasti počítačového modelování a simulace zúročuje ve vývoji didaktických programů s tehdy unikátními vlastnostmi. V letech 1988-1993 se zabývá symbolickou analýzou (program LTP), řešením obyčejných nelineárních diferenciálních rovnic s názornou grafickou interpretací směrového pole (programy DR1 a DR2), a numerickým řešením zpětné Laplaceovy transformace (program INVLAP). K programování používá Borland Pascal. Postupně ale přechází na využívání MATLABu a implementuje do něj své matematické algoritmy, vyvíjené ve VÚESu. Krok za krokem tak vytváří unikátní stavebnicový systém ASLEN v MATLABu, umožňující srovnání různých algoritmů pro řešení téže úlohy. ASLEN vyvíjí až do roku 1999.

V letech 1993 a 1994 působí na Waterloo University v kanadském Ontariu, kde pracuje ve skupině profesora Jiřího Vlacha na vývoji programu SWANN pro simulaci obvodů se spínači, řiditelnými jak externími signály, tak interními stavy obvodu. Program byl vytvářen za podpory tzv. strategického grantu kanadské vlády a J. Valsa tak měl možnost pracovat na tehdy špičkových počítačích (SUN Station). Do programu byla implementována řada originálních algoritmů (například bylo možné počítat s Diracovými impulsy napětí a proudu prvního i vyšších řádů). Algoritmy jsou dodnes k dispozici ve Fortranu 90. Teorii kolem nich popsal J. Valsa s J. Vlachem a L. Zhu v časopiseckých publikacích (Int. Journal of Circuit Theory and Applications, IEEE Trans. on Circuits and Systems-I).

Po návratu v roce 1994 se J. Valsa vrací k algoritmům numerické inverze Laplaceových obrazů a spolu s L. Brančí-kem postupně vytváří bezesporu nejlepší algoritmus pro tyto účely. O čtyři roky později jej publikují v časopise Int. Journal

Zprávy a oznámení

Slaboproudý obzor 22 Roč. 69 (2013) Číslo 3 of Numerical Modelling. Od roku 1996 aplikují daný algoritmus k řešení komplikovaných přechodných dějů na přenosových vedeních. J. Valsa se věnuje šíření a odrazům vln na vedení s nelineárními primárními parametry a zabývá se jako jeden z mála u nás analýzou vln „tsunami“, resp. solitonů.

Zájem o solitony je typickou ukázkou širokého odborného záběru J. Valsy a jeho pozoruhodné schopnosti sledovat trendy a rychle identifikovat problémy, které se zanedlouho stanou v oboru aktuálními. Dalším příkladem byla otázka stability stejnosměrných pracovních bodů nelineárních obvodů, otevřená v první polovině 90. let M. Greenem. J. Valsa vypracoval originální řešení a publikoval je v roce 1995. Pracovitost, invenci a vytrvalost si uchoval i v pozdějším období, kdy se musel potýkat se závažnými zdravotními problémy. V roce 2002 odchází ze zdravotních důvodů z VUT a je jmenován emeritním profesorem. Většinu času tráví ve svém domku v Potštejně, kde má vybudovanou soukromou výzkumnou laboratoř, a do Brna se vracívá vždy až s přícho-dem zimy. V roce 2008 se začíná intenzívně zabývat tzv. fraktory, což jsou prvky elektrických obvodů, popsané diferenciálními vztahy necelistvého řádu. Jeho poslední zahraniční publikace se týkala numerického řešení diferenciálních rovnic typu “fractional-order“. Záhy po objevu memristoru jakožto pasivní součástky v laboratořích HP v roce 2008 se začal zabývat různými konstrukcemi analogových emulátorů memristoru. V letech 2010-2012 jsem měl možnost na této problematice s J. Valsou spolupracovat v rámci řešení projektu GAČR. Vzpomínám si na jeden telefonní rozhovor, v němž jsme řešili odborné detaily připravované publikace výsledků, který J. Valsa zakončil informací, že musí přerušit hovor, protože mu sestřička zrovna píchá injekci. Vyšlo

najevo, že mně volal – napojený na přístroje - přímo z jednotky intenzívní péče, kam byl před chvílí přivezen.

K sobě byl přísný a naopak tolerantní k ostatním. Byl hrdý a mlčel o svých problémech. Málo lidí vědělo, že 3x týdně dojíždí na dialýzu, a že má zoufale málo času a klidu na své bádání.

Snad každý z jeho spolupracovníků a kolegů jej však vnímal nejen jako významného odborníka, ale především jako skvělého učitele, kterému nebylo široko daleko rovno. Sám J. Valsa ve svých vzpomínkách uvádí, že

„..už během studia se ve mně projevovaly učitelské tendence. Pomáhal jsem spolužákům, vysvětloval jim, co potřebovali pochopit.“

Během své vyzvané přednášky „Počítačová simulace elektrických obvodů. A Never Ending Adventure“ na Semináři Teorie Obvodů (STO-9) v roce 2005 vzpomíná na to, jak jej v tomto směru ovlivnilo již studium na VTA Brno v letech 1951-1956 a jeho vynikající kantoři Dr. Frank s asistentem Kalábem, Dr. Mikulík, asistent L. Veselý, štábní kapitán Josef Čajka, kpt. Jan Kalendovský a kpt. Kamil Vrba. J. Valsa vychoval několik generací studentů, kteří na něj vzpomínají jako na výjimečného učitele se vzácným darem jednoduše vysvětlovat složité problémy. Jeho spolupracovníci a přátelé si jej budou pamatovat jako člověka, který byl schopen více dávat nežli přijímat. A jsou mu vděční za to, že mohou pokračovat v jeho stopách vstříc “Never Ending Adventure“.

Prof. Ing. Dalibor Biolek, CSc.