Tematyka prac dyplomowych inżynierskich prowadzonych w IAiIS
Transkrypt
Tematyka prac dyplomowych inżynierskich prowadzonych w IAiIS
Tematyka prac dyplomowych inŜynierskich prowadzonych w IAiIS na studiach dziennych Sem. 09Z (opieka od sem. 10L) Opiekun Liczba 1 miejsc inŜ. Tematyka prac Zespół Technik Sterowania prof. P. Tatjewski dr Z. Komor dr P. Domański mgr J. Gustowski dr M. Ławryńczuk mgr U. Kręglewska 3 2 3 3 3 3 – – • Symulator sterownika PLC • Stanowisko laboratoryjne reaktora chemicznego • Badanie wiarygodności implementacji programowej algorytmu regulacji GPC • Programowanie genetyczne w identyfikacji modeli • Nieliniowe algorytmy regulacji predykcyjnej z wielomianowymi modelami NARX – Zespół ZłoŜonych Systemów prof. K. Malinowski prof. E. Niewiadomska 3 3 – • Algorytmy klasteryzacji i hierarchicznej transmisji w bezprzewodowych sieciach czujników Bezprzewodowa sieć czujników (Wireless Sensor Network – WSN) tworzona jest najczęściej w trybie ad-hoc, przez niewielkich rozmiarów urządzenia, stanowiące węzły sieci, gęsto rozmieszczone na duŜym obszarze. Liczba węzłów moŜe być bardzo duŜa. Komunikacja i zarządzanie taką siecią są często realizowane przy wykorzystaniu podziału sieci na podsieci (klastry). Celem pracy jest dokonanie przeglądu technik klasteryzacji oraz hierarchicznej transmisji, porównanie ich efektywności (uwzględniając róŜne kryteria) oraz propozycja własnego rozwiązania (lub modyfikacja istniejącego algorytmu). • Algorytmy dopasowywania treści do ruchu uŜytkowników w systemach audioprzewodników Audioprzewodniki (ang. audioguide) to specjalizowane urządzenia umoŜliwiające turyście zapoznanie się w komfortowy sposób np. z eksponatami muzealnymi, historią obiektów lub innymi informacjami. Idea wykorzystania sieci bezprzewodowych czujników w tej klasie systemów obejmuje automatyczne wykrywanie przemieszczania się turystów (zbliŜanie się do konkretnego eksponatu) i dostosowywanie odtwarzanej treści do miejsca w którym się znalazł uŜytkownik. Celem pracy jest implementacja w rzeczywistej sieci zbudowanej z bezprzewodowych czujników CROSSBOW algorytmu wyboru treści oraz eksperymentalna ocena jego efektywności. dr T. Kruk 1 3 • Modele i metody do analizy sieci socjalnych • Wielojądrowe systemy operacyjne • Realizacja usług na platformie ePUAP • System operacyjny Chrome OS Porównanie zdecentralizowanych mechanizmów dostarczania dóbr publicznych doc. A. Woźniak 3 • dr M. Warchoł 2 – Liczba zaproponowanych tematów moŜe być większa od limitu, ale kaŜdy z pracowników moŜe przyjąć co najwyŜej tylu podopiecznych, ile wynosi liczba miejsc. -1- dr A. Karbowski dr P. Arabas 3 2 • Nowe metody rozwiązywania układów równań nieliniowych • Metody aproksymacji w zadaniach optymalnej syntezy reguł decyzyjnych • Stabilizacja systemu rozproszonego w warunkach opóźnień informacyjno-decyzyjnych • Równoległe metody rozwiązywania zadań optymalizacji dynamicznej • Implementacja równoległa podstawowych algorytmów optymalizacji hierarchicznej w języku AMPL • Aplikacja do analizy spektralnej danych ruchowych. Celem pracy jest przygotowanie programu umoŜliwiającego analizę częstotliwościową danych opisujących połączenia telefoniczne. Przewiduje się analizę na róŜnych poziomach agregacji i opracowanie metod segmentacji klientów. dr M. Kamola 2 • Weryfikacja metod tomografii sieciowej w środowisku laboratoryjnym Pojęcie „tomografia sieciowa” odnosi się do metod mających na celu odkrycie nieznanej sieci IP, poprzez obserwacje ruchu na jej brzegach (ruch jest z reguły „wstrzykiwany” w określone węzły i kierowany do innych węzłów brzegowych). NaleŜy, wykorzystując najpierw środowisko symulatora ns2, a później – infrastrukturę instytutowego laboratorium sieciowego – sprawdzić skuteczność metod tomografii sieciowej, opisywanych w literaturze • Wykonanie konsoli uŜytkownika systemu aukcyjnego; badania zachowań uŜytkowników W IAiIS wykonano Platformę Badawczą Mechanizmów Aukcyjnych (PBMA) – środowisko obliczeniowe pozwalające na symulacyjną weryfikację właściwości róŜnych aukcji, w których udział biorą automaty reprezentujące uŜytkowników. NaleŜy zaimplementować aplikację umoŜliwiającą korzystanie z PBMA rzeczywistym uŜytkownikom, a następnie przeprowadzać testy zarówno działania samej aplikacji , jak i wyników aukcji, w których biorą udział sami ludzie bądź ludzie i automaty. dr B. Kubica 3 • Implementacja automatycznego róŜniczkowania za pomocą karty graficznej (np.CUDA). Automatyczne róŜniczkowanie (ang. automatic differentiation) jest atrakcyjną alternatywą dla róŜniczkowania symbolicznego i numerycznego. Istnieje wiele bibliotek realizujących ten model obliczania pochodnych i gradientów; często związanych z arytmetyką przedziałową (np. C-XSC, Profil/BIAS, COSY Infinity), ale nie tylko. Praca polega na zaimplementowaniu tych idei przy uwzględnieniu specyfiki programu, działającego na karcie graficznej. • Projektowanie struktur danych wydajnych w warunkach wielowątkowości. Zabezpieczanie całej struktury danych pojedynczym zamkiem nie zawsze jest rozwiązaniem zadowalającym jeśli chodzi o wydajność; na róŜnych częściach struktury moŜna by przecieŜ operować współbieŜnie. Dlatego waŜne i na czasie jest projektowanie „współbieŜnych struktur danych” – blokujących (opartych na wielu ,,lokalnych'' zamkach), nieblokujących (wykorzystujących odpowiednie operacje atomowe: CAS, FAA, itd.) lub hybrydowych. Niektóre struktury danych, np. tablica mieszająca czy kolejka, mają juŜ dość wydajne współbieŜne implementacje. Praca byłaby próbą zaimplementowania współbieŜnej np. kolejki priorytetowej albo drzewa przedziałowego. • Klaster maszyn wielordzeniowych Próba wydajnej implementacji wybranego algorytmu (-ów) za pomocą mechanizmu hybrydowego: wielowątkowość (OpenMP lub TBB) i MPI. dr A. Kozakiewicz 2 • • Narzędzie do edycji i zarządzania listami wykluczeń wysokointeraktywnych klienckich honeypotów Szybkie wykrywanie anomalii z zastosowaniem drzew wzorców Celem pracy jest modyfikacja algorytmów wykrywania anomalii opartych na sztucznych systemach immunologicznych z kompletnym zestawem receptorów. Zadanie polega na wprowadzeniu wielopoziomowej struktury receptorów, umoŜliwiającej stosowanie wyjątków, co ma pozwolić na zmniejszenie liczby potrzebnych receptorów. • Modelowanie ruchu w sieci Internet: pasmo efektywne ułamkowego ruchu Browna włoŜonego w łańcuch Markowa Praca obejmuje wyznaczenie analitycznej postaci wzoru na pasmo efektywne ułamkowego ruchu Browna, którego parametrami steruje proces Markowa, badanie własności tego modelu i jego pasma efektywnego, poszukiwanie efektywnych sposobów jego aproksymacji, a takŜe zbadanie zgodności dostarczonych próbek ruchu z tym modelem. Ponadto konieczna będzie implementacja małej biblioteki w wersjach w języku C i dla Matlaba/Octave, umoŜliwiającej badania tego modelu. • Analiza grafu przekierowań w złośliwych stronach WWW -2- Zespół Biometrii i Uczenia Maszynowego Biometria (rozpoznawanie toŜsamości człowieka na podstawie jego cech biologicznych): prof. A. Pacut dr A. Czajka 3 2 • Biometria tęczówki: MoŜliwość utworzenia sztucznej tęczówki zgodnej z zadanym kodem tęczówki • Biometria podpisu odręcznego: „Podpis ukryty” i jego zastosowanie do utworzenia kodu podpisu odręcznego • Rozpoznawanie toŜsamości na podstawie pisma odręcznego: metody eksperckie (kryminalistyka) a metody biometryczne • Biometria twarzy: wykorzystanie bazy portretów pamięciowych do indeksowania obrazu • Biometryczna weryfikacja toŜsamości w warunkach rzeczywistych zastosowań: kontrola toŜsamości pasaŜerów (autobusu, pociągu, samochodu) Uczenie ze wzmacnianiem w zastosowaniu do biologicznego uczenia ze wzmacnianiem • prof. A. Pacut dr P. Wawrzyński j/w 3 Uczenie maszynowe: • Projekt i implementacja sterownika w uczącym się systemie robotycznym System robotyczny optymalizuje swoje działanie on-line metodami uczenia maszynowego. Celem pracy dyplomowej jest stworzenie sterownika robota dopasowanego do architektury obejmującej uczenie. Zespół InŜynierii Oprogramowania prof. K. Sacha 3 dr M. Szlenk 3 3 dr A. Zalewski • Metody i narzędzia testowania Zespół Badań Operacyjnych i Systemów Zarządzania prof. E. Toczyłowski doc. T. Traczyk dr K. Pieńkosz dr G. Płoszajski dr M. Kaleta dr I. śółtowska 3 • System optymalizacji planowania łańcucha dostaw w warunkach rynkowej konkurencji • Wieloagentowy system wymiany rynkowej usług i realokacji zasobów sieci teleinformatycznej • Modele i algorytmy aukcji wielotowarowych w rozwoju mechanizmów rynków bilansujących BliŜsze informacje o tematach i o warunkach współpracy moŜna znaleźć na stronie http://www.ia.pw.edu.pl/~ttraczyk/ 3 3 3 3 3 • Narzędzie do półautomatycznego tworzenia metadanych opisowych zasobów cyfrowych na podstawie opisów w formatach edytorów tekstu • Narzędzie do elastycznego tworzenia stron WWW na podstawie zawartości bazy danych o strukturze generycznej – – – – Zespół Optymalizacji i Wspomagania Decyzji prof. W. Ogryczak 3 • Zunifikowany model optymalizacji wielokryterialnej dr A. Stachurski 3 • Opracowanie aplikacji zarządzającej do współpracy z pakietem AMPL w systemie WINDOWS XP dr J. Granat – dr T. Śliwiński 3 2 2 3 dr A. Krzemienowski 3 – mgr J. Sobczyk mgr T.Rogowski – – • Tworzenie efektywnych i odpornych harmonogramów z uŜyciem porządkowej średniej waŜonej -3- Zespół Programowania Robotów i Systemów Rozpoznających prof. C. Zieliński Realizacja wszystkich poniŜszych tematów moŜe być w wersji podstawowej zakończona na etapie dyplomu inŜynierskiego. JednakŜe ich kontynuacja w formie rozszerzonej prowadzić będzie do dyplomu magisterskiego. NaleŜy tu podkreślić, Ŝe struktura ramowa MRROC++ (http://www.ia.pw.edu.pl/~zielinsk/ lub http://robotyka.ia.pw.edu.pl/) jest podstawowym narzędziem uŜywanym do prowadzenia badań przez doktorantów i pracowników Zespołu Programowania Robotów i Systemów Rozpoznających, a więc Ci, którzy rozpatrują robienie doktoratu poprzez prowadzenie badań w dziedzinie robotyki są szczególnie zachęcani do zainteresowania się poniŜszymi tematami. Wszystkie poniŜsze tematy dotyczą robotyki, ale do ich zrealizowania stosuje się klasyczne narzędzia informatyki – innymi słowy dotyczą zastosowań informatyki w robotyce, a więc głównie programowania. Ogólnym celem, jaki chcemy osiągnąć, jest zbudowanie robota usługowego, który będzie wspomagał ludzi w ich codziennych obowiązkach. Robot taki musi przejawiać inteligencję w swych zachowaniach oraz aktywnie reagować na zmiany zachodzące w jego środowisku. W związku z tym interesują nas: manipulacja dwuręczna, wzrok, dotyk, słuch, mowa, zdolność logicznego i przybliŜonego rozumowania oraz uczenie się. PoniŜsze tematy są elementami składowymi powyŜszej wizji. Nie stanowią one wyczerpującej listy – mogą się pojawić nowe tematy w wyniku dyskusji z zainteresowanymi. 3 • Driver karty Wi-Fi dla systemu operacyjnego czasu rzeczywistego QNX Karty Wi-Fi (Ethernet bezprzewodowy) zainstalowano na robotach mobilnych. PoniewaŜ oprogramowanie sterujące ma docelowo pracować pod nadzorem systemu operacyjnego QNX, więc naleŜy napisać odpowiedni driver dla tego systemu. Źródła driverów pracujących pod nadzorem Linuxa istnieją. QNX, podobnie jak Linux, jest pochodną Unixa. W przyszłości praca będzie rozwijać się w kierunku sterowania robotami mobilnymi. • Zastosowanie krzywych NURBS w generatorach trajektorii robotów wyposaŜonych w czujniki Krzywe NURBS (Non-Uniform Rational Base Splines) definiowane są za pomocą węzłów i punktów kontrolnych. Odczyty z czujników mogą wpływać na te wielkości, a więc mogą lokalnie modyfikować przebieg trajektorii, a w konsekwencji, np. powodować omijanie przeszkód. Programowa struktura ramowa MRROC++, słuŜąca do tworzenia sterowników robotów, posiada procedury generatorów trajektorii korzystających z krzywych NURBS. NaleŜy dodać oprogramowanie (w C++), które umoŜliwi wykorzystanie czujników do modyfikacji tych trajektorii. • Planowanie działań robota W oparciu o metody sztucznej inteligencji naleŜy napisać program tworzący plany działań dla robota. Program musi zostać w komponowany jako element programowej struktury ramowej MRROC++ słuŜącej do konstruowania sterowników robotów. Dlatego kod programu planującego musi zostać napisany w języku C++. • Wykorzystanie kamery i czujnika dotykowego do behawioralnego sterowania robotem poruszającym się w labiryncie Kamera rzadko dostarcza niepewnych danych o konfiguracji labiryntu, np. wskutek kłopotów z oświetleniem sceny. Na tej podstawie budowana jest wstępna mapa labiryntu. Robot uŜywa tej mapy, by dotrzeć do celu. W trakcie ruchu robot wykorzystuje czujnik dotykowy, by wykryć przeszkody, i dzięki temu aktualizuje mapę oraz natychmiast reaguje na zderzenia. PoniewaŜ ramię robota częściowo zasłania labirynt, informacja na temat konfiguracji labiryntu nie tylko jest niepewna, ale równieŜ niepełna. JeŜeli nastąpiło zderzenie, robot musi zdecydować, czy warto tracić czas na aktualizację mapy za pomocą informacji uzyskanej z kamery. Warto to zrobić jedynie gdy połoŜenie ramienia jest znacząco róŜne od tego, w którym się ono znajdowało w trakcie ostatniego uŜycia kamery. JeŜeli dopuszcza się dodatkowo ingerencję zewnętrzną w stan labiryntu, to warto tu równieŜ uwzględnić czynnik czasu. Całość zadania ma być zrealizowana z wykorzystaniem behawioralnego paradygmatu sterowania. System sterujący zrealizowany będzie na bazie MRROC++. Sama struktura ramowa, a w konsekwencji i sterowniki implementowane są w C++. • Chwytanie obiektów przez robota NaleŜy napisać program, który na podstawie informacji uzyskanej z ruchomej kamery określi miejsce chwytu obserwowanego obiektu, a następnie tak przemieści chwytak, aby moŜliwe było uchwycenie obserwowanego przedmiotu. Kamera umieszczona jest na ramieniu robota. Sterownik robota musi być zrealizowany z wykorzystaniem programowej struktury ramowej MRROC++, a więc program musi być napisany w języku C++ i będzie wykonywany pod nadzorem systemu operacyjnego czasu rzeczywistego QNX 6.2. Przykładowym obiektem do uchwycenia moŜe być kubek. MRROC++ zawiera juŜ w sobie oprogramowaniu umoŜliwiające realizację serwomechanizmów wizyjnych. -4- • Zastosowanie oprogramowania wytworzonego przez grupę OROCOS do sterowania robotem wyposaŜonym w czujniki Sporządzenie dokumentacji opisującej ogólną strukturę tego oprogramowania oraz wykorzystanie tej programowej struktury ramowej, po jej odpowiedniej adaptacji, do stworzenia sterownika robota w Laboratorium Robotyki. Wymagana znajomość C++ oraz Linuxa. • Kalibracja systemu dwurobotowego Stworzono system składający się z dwóch robotów – jest to fizyczny model robota dwurękiego. Dla tego modelu fizycznego stworzono modele kinematyczne całego układu. Istnieją przyrządy pomiarowe umoŜliwiające zebranie danych o połoŜeniu i orientacji końcówek tych robotów. Dane te naleŜy uŜyć do wyznaczenia parametrów modeli kinematycznych. Jest to zagadnienie optymalizacji statycznej. • Sterowanie robotem z wykorzystaniem metody obliczanego momentu Stworzono oprogramowanie umoŜliwiające sterowanie robotem z wykorzystaniem metody obliczanego momentu siły. NaleŜy zidentyfikować niektóre parametry modelu dynamiki robota oraz przetestować róŜne warianty regulatorów stosowanych w tej metodzie. • Stereowizja wykorzystana do sterowania ruchem robota Wykorzystanie dwóch kamer do wytworzenia obrazu stereowizyjnego (z głębią) do sterowania ruchem robota mobilnego lub manipulatora. prof. W. Kasprzak 3 • Rekonstrukcja 3-wymiarowej powierzchni na podstawie analizy obrazów zawierających widoki obiektu Projekt i realizacja aplikacji przeznaczonej do akwizycji i analizy sekwencji obrazów przedstawiających róŜne widoki ruchomego obiektu oraz do rekonstrukcji 3-wymiarowej powierzchni tego obiektu. • Wyznaczanie mapy głębi na podstawie obrazów ze stereo-kamery Projekt i implementacja aplikacji przeznaczonej do akwizycji i analizy obrazów pochodzących ze stereo-pary kamer w celu pozyskania mapy głębi. • Automatyczne rozpoznawanie zdań języka naturalnego Projekt i implementacja aplikacji przeznaczonej do modelowania i rozpoznawania zdań języka naturalnego. • Projekt znormalizowanego kodera mowy polskiej niezaleŜnego od mówcy Projekt i implementacja aplikacji przeznaczonej do automatycznego wykrywania cech osobniczych mówcy i normalizującego pozyskiwane cechy sygnału mowy tak, aby były niezaleŜne od mówcy. dr W. Szynkiewicz mgr T. Winiarski mgr T. Kornuta 3 2 2 • Opracowanie i implementacja algorytmu manipulacji zręcznej za pomocą sztucznej wielopalczastej dłoni • Generacja trajektorii ruchu w manipulacji dwuręcznej/dwuramiennej z wykorzystaniem inteligentnych umiejętności senso-motorycznych • Mikrokomputerowy układ do agregacji i retransmisji pomiarów z czujnika sił i akcelerometrów • System sterowania robotem kasjerem za pomocą telefonu komórkowego • Graficzna konsola sterownicza robota kasjera w środowisku GTK + • Sieć Ethernet czasu rzeczywistego • System pomiaru przyspieszeń do korekty odczytów z czujnika sił i momentów sił • Dwuręczna manipulacja obiektami o róŜnej podatności przez robota kasjera • Kalibracja czujnika siły robota kasjera • Wprowadzenie sprzęŜenia typu feed w regulatorach stawów manipulatorów • Sztuczna inteligencja w optymalizacji sekwencji ruchów w zadaniu układania kostki Rubika • Symulacja robota Polycrack w systemie MRROC++ • Graficzny edytor automatu definiującego zadanie robotyczne zapisane w języku XML • Graficzny symulator zmodyfikowanego manipulatora Irp6 i Polycrank w oparciu o Gazebo – -5- forward kompensującego siłę grawitacji Opiekunowie i tematy z innych instytutów Instytut Mikro- i Optoelektroniki dr A. TyszkaZawadzka, pok. 120 GR, tel.7246 1 dr A. MossakowskaWyszyńska pok.120 GR, tel. 7246 1 dr J. Dawidczyk pok. 55 GE tel.7949 1 2 3 • Opracowanie środowiska graficznego (GUI) do wizualizacji i analizy rozkładu modów oraz dyspersji w światłowodzie planarnym • Opracowanie środowiska graficznego (GUI) do wizualizacji i analizy przerwy fotonicznej jednowymiarowego kryształu fotonicznego • Opracowanie środowiska graficznego (GUI) do wizualizacji i analizy rozkładu modów oraz dyspersji w światłowodzie włóknowym • Opracowanie środowiska graficznego (GUI) do wizualizacji i analizy rozkładu modów oraz dyspersji w światłowodzie prostokątnym • • Rezonatory mikrofalowe – aplikacja do zastosowań dydaktycznych w języku Java Dopasowanie impedancji – aplikacja do zastosowań dydaktycznych w języku Java Instytut Systemów Elektronicznych3 dr W. Wiatr 1 • Oprogramowanie do zdalnego sterowania w ćwiczeniu laboratoryjnym z MSPW • Oprogramowanie do zdalnego sterowania i archiwizacji pomiarów wektorowych w ćwiczeniu laboratoryjnym z MSPW • Rozproszone obliczenia symulacyjne na klastrach z wykorzystaniem biblioteki MPI • Analiza dokładności symulacji elektromagnetycznych w zastosowaniu do badania wpływu pól na ludzkie tkanki i archiwizacji pomiarów skalarnych Instytut Radioelektroniki3 dr inŜ. M. Sypniewski, pok. 546, tel. 7347 dr inŜ. A. Więckowski pok. 546, tel. 7347 dr inŜ. K. Ignasiak pok.452 1 1 1 • Aplikacja modelu graficznego z wykorzystaniem biblioteki VTK i Q t • Wykorzystanie wieloprocesorowych systemów komputerowych w efektywnych symulacjach elektromagnetycznych • Programowanie wieloplatformowe z wykorzystaniem biblioteki Q t • Wykorzystanie klastrów do obliczeń naukowych i projektowych duŜej skali • Badanie wydajności biblioteki MPI w obliczeniach naukowych i symulacyjnych • Wykorzystanie procesorów graficznych do przyspieszania wybranych procesów symulacyjnych • Rozproszone symulacje elektromagnetyczne FDTD • Kompilator języka opisu trójwymiarowych obiektów geometryczny • Konwersja formatów graficznych na formaty wejściowe symulatora elektromagnetycznego • Konwersja formatów opisu geometrii 3D na potrzeby symulatora elektromagnetycznego • Zaawansowane interfejsy uŜytkownika • Grafika 3D w symulatorze elektromagnetycznym • System uruchomieniowy języka opisu geometrii 3D • Wspomaganie konwersji obrazów 2D na prezentację 3D • Generator skryptów języka opisu geometrii 3D • Aplikacje internetowe B2B • Aplikacje internetowe w architekturze J2EE • System obsługi rozproszonej bazy danych • Wymiana danych z uŜyciem usługi internetowej • Aplikacja sterowania urządzeniami przez interfejs Bluetooth • Multimedialny system monitoringu 2 Studenci studiujący pod opieką IAiIS, którzy wybiorą te tematy, pozostaną pod opieką naszego Instytutu; proces dyplomowania (seminaria, zaliczanie pracowni, egzamin dyplomowy) odbywa się w IAIS, jedynie opiekun jest z innego instytutu. Na deklaracji przyjęcia pod opiekę w takim wypadku wymagany jest podpis wicedyrektora ds. dydaktycznych instytutu opiekuna (zamiast kierownika zakładu/zespołu). 3 Aktualność tematów z innych instytutów trzeba zweryfikować u kandydata na opiekuna. -6- prof. nzw.dr hab.inŜ. A. Przelaskowski 1 • Modułowy pakiet oprogramowania do przetwarzania obrazów • Narzędzie do analizy sygnałów i obrazów w wielu skalach • Metody „wypełniania dziur” w obrazach • Narzędzie do oceny efektów nieliniowej aproksymacji obrazów • Narzędzie do statystycznej analizy wyników eksperymentów • Kodek bezstratny obrazów naturalnych • Interfejs kodów odwracalnych • Archiwizacja danych – narzędzia, metody, zastosowania • Realizm scen i animacja – wybrane metody grafiki komputerowej • Metody trójwymiarowej wizualizacji obiektów złoŜonych -7-