Forum akademickie to inicjatywa mająca na celu zbliżenie środowiska polskich instytucji naukowych. Tematyka poświęcona jest dwóm aspektom: badaniom i dydaktyce.
Wybraliśmy dla Państwa prezentacje z szerokiego wachlarza tematów, aby pokazać imponujące możliwości narzędzi MathWorks. Nasi goście przedstawią, w jaki sposób wykorzystują oprogramowanie MATLAB i Simulink w swojej codziennej pracy.
Udział w wydarzeniu jest bezpłatny, ale konieczna jest wcześniejsza rejestracja.
PROGRAM |
||
| 10.00-10.15 | Wprowadzenie mgr inż. Maurycy Menke – ONT |
|
| 10.15-10.30 | Atrakcyjniejsza nauka mechaniki z interaktywnymi skryptami MATLAB LiveScript dr inż. Anna Sibilska – Mroziewicz – Politechnika Warszawska, Wydział Mechatroniki |
|
| 10.30-10.45 | Randomizacja zadań w MATLAB Grader dr inż. Tomasz Okoń – Politechnika Wrocławska, Wydział Elektryczny |
|
| 10.45-11.00 | Wykorzystanie Live Editora w zakresie przygotowania materiałów dla studentów oraz prac badawczych w obszarze silników turbinowych dr inż. Robert Jakubowski – Politechnika Wrocławska, Wydział Elektryczny |
|
| 11.00-11.15 | Modelowanie za pomocą równań różniczkowych z wykorzystaniem oprogramowania MATLAB dr inż. Łukasz Błaszczyk – Politechnika Warszawska, Wydział Matematyki i Nauk Informacyjnych |
|
| 11.15-11.30 | Doświadczenia z prowadzenia zajęć z projektowania napędów pojazdów elektrycznych i hybrydowych z wykorzystaniem MATLAB/Simulink prof. dr inż. Piotr Piórkowski – Politechnika Warszawska, Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych |
|
| 11.30-11.45 | MATLAB i biometryczna identyfikacja tożsamości na przykładzie zajęć laboratoryjnych mgr inż. Michał Hałoń – Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych; Naukowa i Akademicka Sieć Komputerowa – Państwowy Instytut Badawczy |
|
| 11.45-12.15 | Przerwa | |
| 12.15-12.30 | Klasyfikacja z zastosowaniem sztucznych systemów immunologicznych dr inż. Małgorzata Kuchta – Akademia Nauk Stosowanych w Raciborzu, Instytut Techniki |
|
| 12.30-12.45 | Środowisko MATLAB w badaniach nad procesami klimatycznymi prof. dr hab. Krzysztof Markowicz – Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki |
|
| 12.45-13.00 | Analiza dachów na cele instalacji paneli fotowoltaicznych na podstawie obrazów satelitarnych dr inż. Tatiana Jaworska – Instytut Badań Systemowych PAN |
|
| 13.00-13.15 | Systemy wnioskowania rozmytego – praktyczne zastosowanie dr inż. Tomasz Czyszpak – Akademia Nauk Stosowanych w Raciborzu, Instytut Techniki |
|
| 13.15-13.30 | Modelowanie mięśnia oraz badanie jego właściwości reopeksyjnych mgr inż. Jakub Chudziński – Politechnika Poznańska, Wydział Automatyki, Robotyki i Elektrotechniki |
|
| 13.30-13.45 | Projektowanie systemu kulka-belka z wykorzystaniem metodologii Model-Based Design dr inż. Grzegorz Gembalczyk – Politechnika Śląska, Katedra Mechaniki Teoretycznej I Stosowanej |
|
| 13.45-14.00 | Modelowanie manipulatora inżynieryjnego robota o napędzie hydrostatycznym w środowisku MATLAB Simulink mgr inż. Michał Nowosadzki – Wojskowa Akademia Techniczna, Szkoła Doktorska |
|
| 14.00-14.15 | Algorytmiczny system oceny cech ilościowych i jakościowych emitenta instrumentów rynku kapitałowego dr Bogusław Bławat – Akademia Leona Koźmińskiego, Katedra Bankowości, Ubezpieczeń i Ryzyka |
|
| 14.15-14.30 | Rozwiązywanie modeli ekonomicznych z heterogenicznymi agentami za pomocą MATLABa dr Piotr Żoch – Uniwersytet Warszawski, Wydział Nauk Ekonomicznych |
|
ABSTRAKTY
Atrakcyjniejsza nauka mechaniki z interaktywnymi skryptami MATLAB LiveScript |
| Nauczanie przedmiotów ścisłych niesie rosnące wyzwania. Studentom przyzwyczajonym do bodźców wzrokowych i obecnej w każdej sferze życia technologii coraz trudniej skupić się na treściach wykładowych i zadaniach wykonywanych na tablicy, a także stworzyć w głowie abstrakcyjne modele, konieczne do dogłębnego zrozumienia mechaniki. Z drugiej strony, postęp technologiczny daje olbrzymi potencjał uatrakcyjnienia procesu dydaktycznego. Wykorzystanie w trakcie nauki oprogramowania inżynierskiego zawierającego elementy graficzne, umożliwia przeprowadzenie nielimitowanych eksperymentów oraz analizę działania układów mechanicznych z uwidocznieniem ich parametrów, dzięki czemu studenci nabywają wnikliwe zrozumienie działania układów mechanicznych i wyrabiają intuicję inżynierską. LiveScript MATLAB jest narzędziem wychodzącym naprzeciw takim potrzebom. Pozwala on w skrypcie zamieszczać tekst, wzory matematyczne, grafikę oraz wykonywalny kod MATLAB. Posiada także zdolność do interakcji dzięki m.in. suwakom i rozwijanym listom zmieniającym parametry układu. W prezentacji przedstawione zostaną przykładowe LiveScripty, wraz z efektami dydaktycznymi wynikłymi z ich użycia. Omówione zostaną także nabyte doświadczenia oraz dalsze perspektywy ich stosowania. |
Randomizacja zadań w MATLAB Grader |
| MATLAB Grader umożliwia łatwe przygotowanie zadań dla studentów. Automatyczne ocenianie w znacznym stopniu odciąża prowadzącego od ciągłego sprawdzania prac studentów. Pozwala to na zwiększenie liczby podejść do zaliczeń dla studentów. Narzędzie umożliwia też opracowanie zadań, które mogą być pomocne dla studentów w przygotowaniu się do sprawdzianów. Jednakże autorzy jak do tej pory nie przewidzieli losowości zadań, co czyni użycie tego narzędzia w kontekście sprawdzianów czy kolokwiów kłopotliwe. Niniejsza prezentacja ma pokazać możliwość obejścia ograniczeń MATLAB Gradera w celu wprowadzenia randomizacji zadań. |
Wykorzystanie Live Editora w zakresie przygotowania materiałów dla studentów oraz prac badawczych w obszarze silników turbinowych |
| Tematem wystąpienia będzie pokazanie możliwości Live Editora w zakresie tworzenia materiałów dydaktycznych i badawczych zawierających elementy tekstowe obejmujące opis problematyki, elementy graficzne – prezentujące schematy, szkice i rysunki oraz wzory i zależności jak również kod programu do realizacji obliczeń i zobrazowania wyników w postaci tabel i wykresów. Zostanie pokazane jak przygotować szablon, który bazuje na funkcjach w katalogu roboczym oraz z dołączonymi funkcjami. Wskazane zostaną wynikające stąd korzyści lub problemy. Zostaną podane przykłady jak w szybki i prosty sposób przygotować i wykorzystać szablon w Live Editorze do realizacji obliczeń o podobnej strukturze względem np. innego parametru. Na zakończenie zostanie dodana informacja o automatycznym tworzeniu spisów, podziale na sekcje i obliczeniach w sekcjach i w całym dokumencie. Zostanie także przedstawione jak wykreować dokumentację z badań w formacie PDF, Word lub innym z uwzględnieniem lub pominięciem kodu programu. Prezentacja zostanie wzbogacona o kilka przykładów tematów zrealizowanych w obszarze silników lotniczych i zamieszczonych w postaci materiałów na stronach Politechniki Rzeszowskiej. |
Modelowanie za pomocą równań różniczkowych z wykorzystaniem oprogramowania MATLAB |
| Klasyczne kursy równań różniczkowych (zarówno zwyczajnych, jak i cząstkowych) dla studentów kierunków matematycznych są skupione przede wszystkim na teorii. Obejmują głównie teorię istnienia, jednoznaczności i (ewentualnie) regularności rozwiązań. Bardzo niewiele czasu (o ile w ogóle) poświęca się numerycznym metodom ich rozwiązywania, a wykorzystywanie ich do modelowania rzeczywistych procesów zachodzących w przyrodzie i technice schodzi na daleki plan. Zaprezentowane zostaną doświadczenia w przekonywaniu studentów matematyki na Politechnice Warszawskiej, że modelowanie za pomocą równań różniczkowych jest nie tylko ciekawe samo w sobie, ale także niezwykle przydatne w praktyce. Opisane będą przyadki, w których pomogło w tym wykorzystanie oprogramowania MATLAB. Będą to zarówno przykłady bazujące zarówno na prowadzonych zajęciach warsztatowych, jak i powstających po nich projektach studenckich. |
Doświadczenia z prowadzenia zajęć z projektowania napędów pojazdów elektrycznych i hybrydowych z wykorzystaniem MATLAB/Simulink |
| W trakcie prezentacji zostaną przedstawione zagadnienia charakterystyczne dla procesu przygotowywania zajęć akademickich, m.in.: cel, oczekiwane efekty, metodyka prowadzenia, stosowane narzędzia. Omówione zostaną także przykładowe modele autorstwa zarówno prowadzącego, jak i kreatywnych studentów. Na koniec pokazane będą perspektywy dalszego rozwoju zagadnienia w kontekście narzędzi MathWorks (Simscape) i partnerów (Q-Bat QuickerSim) oraz weryfikacja modeli danymi diagnostycznymi OBD pojazdu. |
MATLAB i biometryczna identyfikacja tożsamości na przykładzie zajęć laboratoryjnych |
| W trakcie prezentacji zostaną przedstawione narzędzia opracowane w programie MATLAB na potrzeby zajęć laboratoryjnych z przedmiotu Biometryczna Identyfikacja Tożsamości. Opisywane oprogramowanie, stanowiące zarówno aktualizację dotychczas wykorzystywanych jak i nowe skrypty, zostało przygotowane z wykorzystaniem informacji zwrotnej od studentów uczestniczących w zajęciach. Prezentacja zawiera między innymi przykłady dotychczas stosowanych rozwiązań, sugestie dotyczące propozycji modyfikacji oraz przygotowane na ich podstawie nowe narzędzia. |
Klasyfikacja z zastosowaniem sztucznych systemów immunologicznych |
| W prezentacji zostaną przedstawione założenia klasyfikacji z zastosowaniem sztucznych systemów immunologicznych wykorzystujących wybrane jego mechanizmy, a także testy dla różnych kształtów granic między dwoma klasami oraz dla klasyfikacji 2D i 3D. Omówiona będzie także implementacja systemu do klasyfikacji stanu wiertła podczas wiercenia wielowrzecionowego. W użytych przykładach prezentowane jest podstawowe zadanie układu odpornościowego – klasyfikacje do dwóch klas: własnej (znanej, reprezentowanej przez dane trenujące) oraz obcej. |
Środowisko MATLAB w badaniach nad procesami klimatycznymi |
| W ramach wykładu przedstawione będą narzędzie obliczeniowe do wyznaczania podstawowych parametrów związanych ze zmianami klimatyczny w oparciu o model transferu radiacji. Środowisko MATLAB umożliwia łatwe zarzadzanie modelem, wykonywanie symulacji oraz wizualizację wyników. Pokazane zostaną proste symulacje wymuszeń klimatycznych związanych z gazami cieplarnianymi, aerozolami i chmurami. |
Analiza dachów na cele instalacji paneli fotowoltaicznych na podstawie obrazów satelitarnych |
| Rosnące zapotrzebowanie na odnawialne źródła energii w Polsce stworzyło potrzebę zdalnej oceny potencjału montażu paneli fotowoltaicznych na dowolnym dachu. Otrzymując informacje o wielkości i kierunku poszczególnych połaci dachu, jego powierzchni, elementach uniemożliwiających montaż paneli, można automatycznie ocenić korzyści i oszczędność płynącą z instalacji paneli fotowoltaicznych na dachu i przedstawić klientowi w formie raportu. W tym celu, z wykorzystaniem danych udostępnionych przez Geoportal (m.in. zdjęć satelitarnych i klasyfikacji budynków) i w oparciu o oprogramowanie MATLAB przygotowano autorską aplikację do analizy obrazów dachów realizującą całkowicie automatyczną ocenę przydatności dowolnego dachu w Polsce do montażu na nim paneli fotowoltaicznych. Prezentacja omawia algorytmy opracowane i zastosowane w projekcie. |
Systemy wnioskowania rozmytego – praktyczne zastosowanie |
| Zaprezentowane zostaną podstawowe założenia systemów wnioskowania rozmytego, a także różnice pomiędzy wnioskowaniem typu Mamdani a Takagi-Sugeno. W dalszej części zostanie przestawionych kilka zadań, w których zastosowano systemy wnioskowania rozmytego, o charakterze klasyfikacji jak również aproksymacji. Będą one pochodzić z obszaru akademickiego, a także z danych rzeczywistych uzyskanych w pomiarach. W podsumowaniu zaprezentowane zostaną wyniki sprawności uzyskane dzięki zastosowaniu logiki rozmytej w praktycznych zastosowaniach. |
Modelowanie mięśnia oraz badanie jego właściwości reopeksyjnych |
| Ocena zdolności sportowca do wysiłku oraz ograniczenie ryzyka kontuzji odgrywają istotną rolę w procesie fizjoterapii. Wykorzystanie nowoczesnych metod pozwala na lepszą ocenę dyspozycji i kierunku rozwoju zawodnika. Stąd, coraz popularniejsza staje się tensomiografia (TMG) – technika służąca do badań właściwości mechanicznych mięśni i opisująca je przy pomocy pewnych parametrów. Dokładne określenie modelu mięśnia podjęte w niniejszej prezentacji pozwoli na udoskonalenie wspomnianej metody – nada jej obiektywny charakter oparty o neurofizjologiczne wyjaśnienie czynników występujących podczas skurczu. |
Projektowanie systemu kulka-belka z wykorzystaniem metodologii Model-Based Design |
| Prezentacja dotyczy prac projektowych nad niedosterowanym systemem mechatronicznym typu kulka-belka, które prowadzono z wykorzystaniem metodyki Model-Based Design. Omówione zostaną kwestie dotyczące budowy stanowiska, integracji podukładów oraz sterowania. W prezentacji porównane zostanie działanie trzech różnych regulatorów, których nastawy dobrano w procesie optymalizacji z wykorzystaniem symulacji numerycznych. Szczególna uwaga zwrócona będzie na proces modelowania układu i walidacji opracowanych modeli symulacyjnych. Pokazane zostaną wyniki badań doświadczalnych z przeprowadzonych testów Hardware-In-the-Loop. |
Modelowanie manipulatora inżynieryjnego robota o napędzie hydrostatycznym w środowisku MATLAB Simulink |
| Manipulatory robotów znajdują powszechne zastosowanie w przemyśle, dydaktyce, służbach specjalnych oraz innych obszarach zastosowań. Najczęściej stosowane konstrukcje wykorzystują elektryczne układy napędowe, natomiast w przypadku zadań charakteryzujących się trudnymi warunkami pracy, zmiennością otoczenia oraz znaczną masą podejmowanych obiektów, stosowane są hydrostatyczne układy napędowe. Manipulatory robotów inżynieryjnych, które są wykorzystywane w powyżej przytoczonych zadaniach, pracują zazwyczaj w trybie teleoperacji, natomiast coraz częściej prowadzone są badania dotyczące autonomizacji ich ruchów. Do skonstruowania autonomicznego układu sterowania konieczna jest budowa modelu symulacyjnego manipulatora. W przypadku hydrostatycznego układu napędowego jest to zadanie utrudnione, z uwagi na jego specyfikę (pulsacje układu, zmienność lepkości w oleju w stosunku do temperatury w układzie oraz inne czynniki). Niniejsze opracowanie traktuje o sposobie podejścia do modelowania manipulatora inżynieryjnego robota o napędzie hydrostatycznym oraz prezentuje ten proces na praktycznym przykładzie inżynieryjnego robota wsparcia „Marek”, skonstruowanego na Wojskowej Akademii Technicznej. |
Algorytmiczny system oceny cech ilościowych i jakościowych emitenta instrumentów rynku kapitałowego |
| Algorytmiczny system oceny cech ilościowych i jakościowych emitenta instrumentów rynku kapitałowego – jako alternatywna metoda ratingowa – umożliwia skuteczne przewidywanie przyszłego zachowania kursów akcji i stopy zwrotu, zaś korzystanie z łatwo dostępnych danych – np. z Facebooka – pozwala również oceniać podmioty nienotowane na giełdzie. Wnioski sformułowane w trakcie przeprowadzonych badań stanowią istotne źródło informacji w zakresie wykorzystywania narzędzi mediów społecznościowych przez podmioty publiczne. Może to stanowić punkt wyjścia do upowszechnienia wiedzy w zakresie istotności roli mediów społecznościowych w postrzeganiu spółek publicznych przez inwestorów giełdowych. Powinno to prowadzić do wzrostu aktywności podmiotów publicznych objętych ratingiem, a następnie zainteresowania tymi zagadnieniami innych spółek publicznych, które obecnie wykazują się brakiem takiej aktywności, bądź charakteryzują się jedynie sporadyczną aktywnością w tym zakresie. |
Rozwiązywanie modeli ekonomicznych z heterogenicznymi agentami za pomocą MATLABa |
| Modele z heterogenicznymi agentami – różniącymi się dochodami, preferencjami czy zgromadzonym majątkiem – są wykorzystywane coraz częściej w makroekonomii. Uwzględnienie heterogeniczności pozwala modelom dużo lepiej odwierciedlić obserwowane w danych prawidłowości i umożliwia badanie wpływu różnego rodzaju polityk na rozkład dochodu i majątku w społeczeństwie. Jednocześnie, rozwiązanie tego typu modeli rzadko ma postać jawną, co oznacza konieczność zastosowania metod numerycznych. W trakcie wystąpienia zaprezentowana zostanie metoda rozwiązywania prostego modelu z heterogenicznymi agentami za pomocą środowiska MATLAB i jego przykładowe zastosowania. |