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.
  

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.
  
   

REKONSTRUKCJA WYPADKU DROGOWEGO

Praca dyplomowa magisterska lub ambitna inżynierska, wspólna dla 2 osób, z możliwością wydzielenia niezależnych 2 (lub 3 w przypadku pracy inżynierskiej) tematów indywidualnych

Interdyscyplinarna ekspertyza wypadku drogowego (zderzenie czołowe z offsetem/ukośne Dv ok. 80km/h), w którym śmierć ponieśli: 3,5-letnie dziecko w jednym samochodzie; kierowca (starszy mężczyzna) drugiego samochodu; matka dziecka (kierująca pierwszym samochodem) nie odniosła w trakcie wypadku poważniejszych obrażeń.

Część wspólna:

  • analiza akt sprawy,
  • wykonanie rekonstrukcji wypadku przy wykorzystaniu programu V-Sim (pozwoli na określenie impulsów przyspieszenia działającego na pojazdy w czasie wypadku, które będą wykorzystane na potrzeby symulacji w MADYMO),
  • udział w planowanych sled-testach manekina w foteliku (PIMOT, gdy sytuacja epidemiologiczna pozwoli),
  • wykorzystanie wyników sled-testów do walidacji.

Student(ka) 1:

  • adaptacja istniejącego modelu fotelika (na podstawie udostępnionego egzemplarza fotelika takiego samego jaki uczestniczył w wypadku),
  • wyznaczenie istotnych parametrów geometrycznych w aucie podobnym do uczestniczącego w wypadku,
  • badania symulacyjne (MADYMO) dla matki + dziecka -- porównanie przypadku z fotelikiem działającym prawidłowo i z fotelikiem uszkodzonym (co miało miejsce w analizowanym przypadku).

Student(ka) 2:

  • wyznaczenie istotnych parametrów geometrycznych w aucie podobnym do uczestniczącego w wypadku,
  • badania symulacyjne (MADYMO) symulacja zderzenia kierowcy bez pasów (jak w analizowanym wypadku) z kierownicą vs symulacja z zapiętymi pasami.
 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.

  

Opracowanie propozycji rozwiązań pochłaniających energię w czasie kontaktu statków powietrznych z ziemią

  • Przegląd stanu wiedzy z zakresu rozwiązań (mechanizmów, struktur, materiałów, …) stosowanych do pochłaniania energii w czasie kontaktu statków powietrznych z ziemią w warunkach normalnej eksploatacji i w sytuacjach awaryjnych („twarde lądowanie”, katastrofa).
  • Wybór rozwiązań (z uwzględnieniem własnych pomysłów) do dokładniejszego przebadania.
  • Badania symulacyjne z wykorzystaniem odpowiedniego oprogramowania (np. MADYMO, LS-DYNA, …), pozwalającego na ocenę wpływu proponowanych rozwiązań na zmniejszenie zagrożenia załogi/pasażerów.
  • Proste badania doświadczalne (np. dotyczące własności materiałowych) uzgodnione z prowadzącym – jeżeli będą konieczne.
  • Opracowanie wniosków i propozycji dalszych badań.
  

Analiza zagrożeń i metod ich ograniczania w czasie wypadków samochodowych z udziałem kobiet w ciąży

  • Przegląd stanu wiedzy dotyczących aktualnych zaleceń specjalistów i regulacji prawnych obowiązujących w różnych krajach w zakresie systemów/sposobów ochrony kobiet w ciąży w czasie wypadków samochodowych.
  • Przygotowanie modelu symulacyjnego ciężarnej kobiety do wykorzystania w programie MADYMO lub LS-DYNA (odpowiednia adaptacja/uzupełnienie istniejących modeli ciała kobiety).
  • Przeprowadzenie serii badań symulacyjnych mających na celu znalezienie najlepszych rozwiązań zwiększających ochronę w czasie wypadku matki i dziecka i porównanie z sytuacją jaka ma miejsce, gdy kobieta ciężarna rezygnuje z pasów bezpieczeństwa (za czym opowiada się znaczna część opinii publicznej).
  • Opracowanie wniosków i propozycji dalszych badań.
  
   

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.
  
   
   

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

Projekt i wykonanie układu stabilizacji kulki na równi pochyłej (temat wydany)

  • Analiza dostępnych rozwiązań układów stabilizacji typu ball and beam.
  • Projekt elektromechaniczny urządzenia.
  • Integracja elementów mechanicznych, napędu i czujników pomiarowych w prototypie urządzenia.
  • Projekt układu regulacji oraz jego rzeczywista implementacja w LabView, na platformie NI myRIO.
  • Raport końcowy.
  

Planowanie optymalnych trajektorii robota z zastosowaniem metody bezpośredniej transkrypcji (Optimal robot motion planning using direct transcription methods) (temat wydany)

  • Przegląd stanu wiedzy z zakresu metod generowania optymalnych trajektorii robotów oraz stosowanych w tym zakresie metod optymalizacji.
  • Opracowanie przykładowych modeli dynamiki systemów robotycznych (wahadło odwrócone, manipulator, quadcopter) w Matlab (ew. Python).
  • Wdrożenie metody bezpośredniej transkrypcji wraz z zastosowaniem bibliotecznych metod optymalizacji (np. SQP).
  • Planowanie trajektorii obiektów typu point-to-point wraz z opcjami unikania przeszkód.  
  • Testy efektywności i dokładności. Badania wpływu parametrów metody transkrypcji na jakość generowanych trajektorii.
  • Raport końcowy.
  
   

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.
  
   

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. 
  

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.
  
   

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