Prace dyplomowe magisterskie

Proponowane tematy prac MAGISTERSKICH Promotor

Analiza porównawcza wybranych metod modelowania odkształcalnych układów wieloczłonowych (temat wydany)

Uwaga: 

możliwość uzyskania stypendium z grantu NCN.

  • Przegląd stanu wiedzy obejmujący metody modelowania odkształcalnych układów wieloczłonowych.
  • Opracowanie modeli odkształcalnych wybranego układu wieloczłonowego.
  • Przeprowadzenie serii numerycznych testów porównawczych.

Dr hab. Marek Wojtyra

Dr Marcin Pękal

Analiza robotów z członami odkształcalnymi metodą układów wieloczłonowych w środowisku ANSYS i MSC.NASTRAN

  • Przygotowanie podstruktur w środowiskach ANSYS i MSC.NASTRAN.
  • Wykonanie analizy dynamicznej robota z członami odkształcalnymi.
  • Porównanie wyników oraz ocena możliwości stosowania obu środowisk programowych w analizach dynamicznych układów wieloczłonowych.
 Prof. Janusz Frączek

Algorytm analizy zamkniętych łańcuchów kinematycznych z zastosowaniem obliczeń równoległych

  • Opracowanie algorytmu analizy dynamiki układów wieloczłonowych o złożonej strukturze, z wykorzystaniem informacji o topologii łańcucha.
  • Implementacja algorytmu na wieloprocesorowych kartach graficznych.
 Prof. Janusz Frączek

Ocena skuteczności modelowania kontaktu z zastosowaniem sztywnych układów wieloczłonowych w porównaniu z modelowaniem metodą elementów skończonych

  • Analiza dynamiki układów sztywnych z uwzględnieniem kontaktu.
  • Analiza dynamiki układów podatnych metodą elementów skończonych, z uwzględnieniem kontaktu.
  • Porównanie wyników uzyskanych obiema metodami.
 Prof. Janusz Frączek
   

OCENA MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA WYMIARU FRAKTALNEGO SYGNAŁÓW sEMG DO RÓŻNICOWANIA TECHNIK KARATE

Możliwe „dostrojenie”  stopnia złożoności dla pracy dyplomowej inżynierskiej lub magisterskiej

Zastosowanie do analizy sygnałów biologicznych metod  bazujących na obliczeniach wymiaru fraktalnego nie jest jeszcze powszechne.

Na podstawie dostępnych publikacji można jednak stwierdzić, że podejmowane próby prowadzą do interesujących wyników. Dotyczy to, m.in., analizy sygnałów EKG (np. w celu wykorzystania w badaniach przesiewowych do  wykrywania anomalii charakterystycznych dla różnych schorzeń kardiologicznych).

Pojawiają się również doniesienia o wykorzystaniu wymiaru fraktalnego do analizy sygnału EMG w celu określenia korelacji między sygnałem EMG docierającym do wybranych mięśni a reakcją układu mięśniowo-szkieletowego (w postaci określonego ruchu).

Przedmiotem proponowanej pracy dyplomowej byłoby zbadanie możliwości wykorzystania wymiaru fraktalnego sygnałów sEMG, zarejestrowanych przez elektrody powierzchniowe umieszczone nad wybranymi mięśniami kończyn dolnych (istotnych dla realizacji kopnięć w karate), do identyfikacji rodzaju wykonanej techniki karate. Podstawę stanowiłyby dane z przeprowadzonych wcześniej dość obszernych badań eksperymentalnych (sygnały sEMG + współrzędne markerów umożliwiające dokładne odtworzenie ruchu) udostępnione przez promotora.

 

 Dr hab. Cezary Rzymkowski

OPRACOWANIE MODELU GEOMETRYCZNO-MASOWEGO (3-D) CIAŁA CZŁOWIEKA NA PODSTAWIE BAZY VHP

Praca dyplomowa magisterska lub ambitna inżynierska (dla 1 osoby)

Wyznaczenie parametrów geometrycznych (wymiarów i objętości) a następnie, mas, położenia środków mas oraz głównych momentów bezwładności dla poszczególnych segmentów tworzących model ciała człowieka.

Podstawę stanowić będą udostępnione przez prowadzącego dane z badań eksperymentalnych (seria fotografii obrazujących przekroje ciała w płaszczyźnie poprzecznej, co 1 mm) z bazy opracowanej w ramach projektu „The Visible Human Project” oraz dane literaturowe dotyczące gęstości poszczególnych tkanek ciała człowieka.

 Dr hab. Cezary Rzymkowski
   

Śledzenie pozycji ludzi w sekwencjach wideo

  • Przegląd stanu wiedzy dotyczących aktualnych rozwiązań stosowanych śledzeniu obiektów w fragmentach wideo.
  • Napisanie programu realizującego śledzenie pozycji ludzi za pomocą sieci neuronowych (np. Deep SORT). Zalecanym językiem programowania jest język Python.
  • Przygotowanie treningowej bazy danych na podstawie zasobów internetowych.
  • Opracowanie metody normalizacji sekwencji wideo do nauki sieci neuronowej.
  • Przeprowadzenie serii badań symulacyjnych mających na celu znalezienie najlepszych ustawień sieci neuronowych. Następnie wykonanie testów z zastosowaniem on-line z wykorzystaniem kamery.
  • Opracowanie wniosków i propozycji dalszych badań.
 Dr Andrzej Kordecki

Zamiana twarzy w sekwencjach wideo

  • Przegląd stanu wiedzy dotyczących aktualnych rozwiązań stosowanych transformacji twarzy pomiędzy obrazem wzorcowym i docelowym w sekwencjach wideo.
  • Napisanie programu realizującego śledzenie pozycji ludzi za pomocą sieci neuronowych (np. DCGAN). Zalecanym językiem programowania jest język Python.
  • Przygotowanie treningowej bazy danych na podstawie zasobów internetowych.
  • Opracowanie metody normalizacji sekwencji wideo do nauki sieci neuronowej.
  • Przeprowadzenie serii badań symulacyjnych mających na celu znalezienie najlepszych ustawień sieci neuronowych. Następnie wykonanie testów z zastosowaniem on-line z wykorzystaniem kamery.
  • Opracowanie wniosków i propozycji dalszych badań.
 Dr Andrzej Kordecki
   

Sterowanie predykcyjne robotem o dwóch stopniach swobody na podstawie danych pomiarowych (Data-based model predictive control of 2DOF robotic system)

  • Przegląd stanu wiedzy z zakresu predykcyjnych metod sterowania układami nieliniowymi oraz stosowanych w nich algorytmów optymalizacji.
  • Opracowanie modelu dynamiki robota równoległego o dwóch stopniach swobody (dostępnego w laboratorium).
  • Implementacja metody sterowania predykcyjnego syntezującego sterowania wyłącznie na bazie danych pomiarowych.
  • Badania jakości sterowania.  
  • Możliwość częściowego wdrożenia otrzymanych wyników na urządzeniu rzeczywistym. 
 Dr hab. Paweł Malczyk

Sterowanie układami wieloczłonowymi typu underactuated z zastosowaniem sprzężenia kompensującego w przód (Feedforward control of underactuated multibody systems)

  • Przegląd stanu wiedzy z zakresu metod modelowania i sterowania układami typu underactutated.
  • Opracowanie modeli dynamiki wybranych układów typu underactuated.
  • Implementacje metod sterowania ze sprzężeniem kompensującym w przód z zastosowaniem więzów programowych oraz sprzęg z pętlą sprzężenia zwrotnego.
  • Badania jakości sterowania na aplikacyjnym przykładzie systemu robotycznego.
  • Raport techniczny.
 Dr hab. Paweł Malczyk
   

Porównanie odpowiedzi modelu symulacyjnego silnika prądu stałego z układem rzeczywistym (ZAREZERWOWANY)

  • Utworzenie modelu symulacyjnego silnika prądu stałego wraz z regulatorem.
  • Utworzenie rzeczywistego układu przy użyciu LabVIEW, analogicznego do modelu symulacyjnego.
  • Wykonanie serii testów porównawczych.
 Dr Marcin Pękal

Badania symulacyjne robota w środowisku ROS (ZAREZERWOWANY)

  • Zapoznanie się z platformą ROS.
  • Utworzenie modelu symulacyjnego robota.
  • Wykonanie serii badań symulacyjnych.
 Dr Marcin Pękal
   

Dobór korzystnych parametrów implantu krążka międzykręgowego.

  • Przegląd stanu wiedzy i stanu techniki.
  • Uwzględnienie naturalnych wymiarów oraz krzywizn badanego segmentu kręgosłupa.
  • Analiza rozrzutu danych antropometrycznych wśród populacji (dane materiałowe zmienne z wiekiem, zmienność kształtu, zakres ruchu w stawach, ustawienia kręgosłupa).
  • Zachowanie pełnego zakresu ruchu w naprawianym stawie.
  • Analiza biozgodności, wybór typu implantu oraz dobór najkorzystniejszego umieszczenia oraz mocowania implantu.
  • Poprawa konstrukcji implantów oraz potencjalnych wyników leczenia pacjentów.
 Dr Edyta Rola

Model numeryczny złamań szyjki kości udowej jako alternatywa do kosztownych i pracochłonnych badań klinicznych in-vivo oraz eksperymentalnych in-vitro.

  • Przegląd stanu wiedzy i stanu techniki.
  • Zastosowanie metody elementów skończonych do oceny złamań szyjki kości udowej oraz doboru skutecznych metod naprawy złamań.
  • Analiza wzorców złamań.
  • Analiza obciążeń kość-implant u pacjentów o różnej geometrii oraz parametrach materiałowych kości.
  • Uwzględnienie unikalnych, specyficznych dla danego pacjenta parametrów złamania oraz propozycja najkorzystniejszej metody naprawy, dostosowanej do indywidualnych potrzeb pacjenta.
  • Walidacja modelu oraz identyfikacja zakresu korzystnych zastosowań. 
 Dr Edyta Rola

Modelowanie fizjologii człowieka: model sercowo-naczyniowy.

  • Przegląd stanu wiedzy i stanu techniki.
  • Napisanie równań różniczkowych opisujących działanie układu sercowo-naczyniowego.
  • Rozbudowa modelu w środowisku Matlab Simulink.
  • Symulacja numeryczna pracy układu sercowo-naczyniowego.
  • Uwzględnienie m.in. zmian ciśnienia tętniczego oraz objętości płynów w czasie.
  • Walidacja modelu.
 Dr Edyta Rola

Numeryczne modelowanie pracy serca oraz układu krążenia

  • Przegląd stanu wiedzy i stanu techniki.
  • Sformułowanie równań różniczkowych opisujących dynamikę układu krążenia.
  • Rozbudowa modelu numerycznego pracy serca w środowisku Matlab Simulink.
  • Symulacja numeryczna pracy całego lub wybranej części układu krwionośnego.
  • Badanie istotności wpływu zmian ciśnienia tętniczego, wydatku masowego płynów, parametrów materiałowych, zmian patologicznych na działanie rozważanego układu.
  • Walidacja oraz weryfikacja modelu.
  • Badania statystyczne z wykorzystaniem dostępnych baz danych.
  • Sformułowanie ograniczeń.
  • Plany dalszych badań.
 Dr Edyta Rola
   
Mile widziane własne propozycje tematów prac dyplomowych, korzystnie z zakresu biomechaniki sportu, biomechaniki medycznej, inżynierii bezpieczeństwa (do uzgodnienia).  
   

Symulacja zrobotyzowanego stanowiska produkcyjnego w ROS.

  • Zapoznanie się z platformą Robot Operating System (ROS).
  • Wybranie elementu procesu produkcyjnego (np. paletyzacja, spawanie, klejenie, malowanie, ...) i przegląd stanu wiedzy dot. tego zagadnienia; dobór robota i elementów stanowiska.
  • Utworzenie modelu zrobotyzowanego stanowiska w ROS i wykonanie serii badań symulacyjnych.
  • Napisanie i przetestowanie instrukcji laboratoryjnej.
 Dr Łukasz Woliński