VII Seminarium Naukowe "Inżynierskie

zastosowania technologii informatycznych"

W dniu 13.02.2016 odbyło się VII Seminarium Naukowe „Inżynierskie zastosowania

technologii informatycznych”. Na zaproszenie organizatorów z wykładami gościł prof. Jan

Sokołowski (Université de Lorraine, Campus des Aiguillettes, France). Jan Sokołowski jest

światowej sławy matematykiem, twórcą teorii pochodnej topologicznej.

Zapowiedź konferencji „Lubelskie Dni Nauki i Biznesu”

Konferencja naukowa i warsztaty doktoranckie WD 2016

Organizatorzy

Zaoczne Studium Doktoranckie Instytutu Elektrotechniki w Warszawie

Centrum Badawczo-Rozwojowe Netrix S.A.

Lubelski Inkubator Technologii Informatycznych

Katedra Informatyki WSPA

Miejsce Lubelski Inkubator Technologii Informatycznych, Lublin, ul. Związkowa 26

Agenda

Godziny Prelegent Referat

930-1030 Jan Sokołowski Topological Derivatives in Shape Optimization - Theory and Applications

1030-1115 Jan Sokołowski Topological Derivatives in Shape Optimization - Multiphysics

1130-1200 Paweł Tchórzewski, Tomasz Rymarczyk

Implementacja metody zbiorów poziomicowych do rozwiązywania zagadnienia odwrotnego w tomografii impedancyjnej w pakiecie EIDORS

1230-1250 Przemysław Adamkiewicz, Tomasz Rymarczyk

Realizacja projektu „Tomograf hybrydowy do badania zawilgocenia i stanu budynków”

1250-1310 Maciej Paoczyk Zawilgocony mur jako środowisko niejednorodne w aspekcie tomografii elektrycznej - aktualny stan badao i kierunki dalszego rozwoju

1310-1330 Tomasz Cieplak Zastosowanie chmury w klastrach obliczeniowych do gromadzenia i analizy danych pomiarowych

1345-1415 Jakub Szumowski Projekt i konstrukcja kompaktowego tomografu pojemnościowego

1415-1445 Karol Duda Koncepcja budowy tomografu hybrydowego i elektrod pomiarowych

1445-1530 Laboratorium Tomografii Elektrycznej

1. Jan Sokołowski: Topological Derivatives in Shape Optimization - Theory and

Applications

W referacie prof. Jan Sokołowski przedstawił koncepcję pochodnej topologicznej w optymalizacji kształtu. Zostały omówione aplikacyjne zastosowanie tej metody, m.in. do rozwiązywania zagadnieo odwrotnych.

2. Jan Sokołowski: Topological Derivatives in Shape Optimization - Multiphysics

W referacie przedstawiono optymalne projektowanie różnych struktur, które zostało oparte na pochodnej topologicznej. Koncepcja ta polega na asymptotycznej ekspansji danego funkcjonału kształtu w odniesieniu do małego parametru, który mierzy rozmiar pojedynczych perturbacji takich jak otwory, wtrącenia i pęknięcia.

3. Paweł Tchórzewski, Tomasz Rymarczyk: Implementacja metody zbiorów

poziomicowych do rozwiązywania zagadnienia odwrotnego w tomografii

impedancyjnej w pakiecie EIDORS

W pracy omówiono zastosowanie metody zbiorów poziomicowych do rozwiązywania zagadnienia odwrotnego w tomografii impedancyjnej. Przedstawiony został algorytm do rozwiązywania równania stanu, równania sprzężonego oraz funkcji poziomicowej. Przedstawiono wyniki rekonstrukcji dla wariantów z metodą elementów skooczonych, metodą elementów brzegowych oraz zaimplementowano metodę zbiorów poziomicowych w pakiecie EIDORS.

4. Przemysław Adamkiewicz, Tomasz Rymarczyk: Realizacja projektu „Tomograf

hybrydowy do badania zawilgocenia i stanu budynków”

W referacie został zaprezentowany aktualny stan prac nad realizowanym projektem. Na wstępie prezentacji autorzy przedstawili i omówili harmonogram prac. W dalszej części został zaprezentowany aktualny stan wiedzy dotyczący metod pomiarowych i stosowanych rozwiązao algorytmicznych w aspekcie badania zawilgoconych murów i ogólnego kondycjonowana stanu budynków. Szczególny nacisk autorzy położyli na przedstawienie wszelkiego rodzaju tomograficznych metod hybrydowych. W kolejnej części prezentacji zostały przedstawione symulacje numeryczne i wyniki z pierwszych pomiarów. Zarówno symulacje jak i pierwsze wyniki były przeprowadzone dla najprostszego modelu ceglanego muru. Autorzy zwrócili uwagę, iż pierwsze wyniki są zadowalające nie mniej jednak jeszcze pozostało wiele do zrobienia. Prezentacja została zakooczona podsumowaniem dotychczasowych osiągnięd jak również zostały sformułowane plany przyszłych pomiarów.

5. Maciej Pańczyk: Zawilgocony mur jako środowisko niejednorodne w aspekcie

tomografii elektrycznej - aktualny stan badań i kierunki dalszego rozwoju

Głównym celem prezentacji było przedstawienie implementacji środowisk niejednorodnych w metodzie elementów brzegowych na potrzeby badao zawilgocenia murów z użyciem tomografii impedancyjno-pojemnościowej. Przedstawiono model laboratoryjny i model obliczeniowy, metodę transformacji w postaci równania Laplace’a, metodę transformacji do postaci równania dyfuzji oraz zaproponowano dalsze kierunki badao i obliczeo.

6. Tomasz Cieplak: Zastosowanie chmury w klastrach obliczeniowych do

gromadzenia i analizy danych pomiarowych

W referacie przedstawiono zastosowanie chmury w klastrach obliczeniowych do gromadzenia i analizy danych pomiarowych. Big data można określid jako „nową generację technologii i architektury” stosowanych w celu ekonomicznego pozyskiwania wartości z dużych woluminów danych przy ich dużej różnorodności i przy dużej szybkości ich przechwytywania, odkrywania i analizy. Klasyfikacja opiera się na 5 aspektach:

Źródła danych

Format zawartości

Sposobu przechowywania danych

Przygotowania danych

Przetwarzania danych Big Data jest nowym trendem kierującym przyszłością przetwarzania danych gdzie ilośd danych wciąż wzrasta oraz szybkośd przetwarzanych danych wciąż rośnie. Generalnie, występują dwa główne mechanizmy przetwarzania dużych ilości danych (Big Data): Big Data Stream Computing (BDSC) i Big Data Batch Computing (BDBC). W przypadku BDSC mamy do czynienia z modelem straight-through computing (bezpośrednim przetwarzaniem danych) – przykładami rozwiązao są Apache Storm, S4, IBM InfoSphere, Microsoft TimeStream, Micrososft Naiad. W przypadku BDBC mamy do czynienia z modelem, w którym dana uprzednio są składowane, a następnie przetwarzane – przykładem jest framework MapReduce w implementacji Hadoop. Generalnie, model BDBC jest niewystarczający dla wielu przypadków. Głównie w przypadku scenariuszy aplikacji czasu rzeczywistego, gdzie strumieo danych zmienia się ciągle w czasie, a najnowsze dane są najważniejsze i najbardziej wartościowe. Np. analiza transakcji czasu rzeczywistego (transakcje finansowe, wiadomości e-mail, śledzenie danych pomiarowych) w tych przypadkach strumieo danych przyrasta jednostajnie (najczęściej) w czasie gdy zachodzą transakcje. Stream Computing definiowany jest przez:

Strumieo wejściowy jest typu czasu rzeczywistego i potrzebuje przetwarzania w czasie rzeczywistym, a wyniki muszą byd aktualizowane zawsze gdy dane ulegają zmianie

Dane wejściowe napływają w trybie ciągłym w ilościach, które przekraczają możliwości obliczeniowej pojedynczych komputerów.

Strumieo wejściowy wymaga wieloetapowego przetwarzania przy minimalnym opóźnieniu w celu generowania strumienia wyjściowego, czyli każdy wejściowa informacja jest idealnie odwzorowana przez nowotworzony wynik w strumieniu wyjściowy, a to wszystko z minimalnym opóźnieniem w ciągu sekund.

7. Jakub Szumowski: Projekt i konstrukcja kompaktowego tomografu

pojemnościowego

W prezentacji przedstawiono ewolucję koncepcji kompaktowego tomografu pojemnościowego. Ukazano przebieg procesu konstrukcyjnego w kontekście potencjalnych zastosowao urządzenia tworzonego w laboratorium firmy Netrix S.A. Uczestnicy seminarium mieli okazję poznad szczegóły prac konstrukcyjnych nad prototypem układu oraz prac związanych z oprogramowaniem

wbudowanym tomografu. Przedstawiono nowo zaprojektowaną obudowę urządzenia. Wskazano dalsze kierunki rozwoju, również z myślą o innych projektach badawczych w dziedzinie tomografii elektrycznej.

8. Karol Duda: Koncepcja budowy tomografu hybrydowego i elektrod pomiarowych

W prezentacji przedstawiono koncepcję tomografu hybrydowego z aktywnymi elektrodami. Przypomniane zostały metody pomiarów dla elektrycznej tomografii pojemnościowej i elektrycznej tomografii impedancyjnej. Opisano najważniejsze układy scalone, które na aktualnym etapie projektu będą pełniły funkcje kluczy analogowych, przetwornika analogowo/cyfrowego, przetwornika pojemnościowo/cyfrowego oraz mikrokontrolera. Przedstawione zostały koncepcje sekwencji pomiarowych EIT i EIC z wykorzystaniem opisanych układów.

9. Laboratorium tomografii elektrycznej