VII Seminarium Naukowe „Inżynierskie zastosowania technologii informatycznych” – relacja

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

Centrum Badawczo-Rozwojowe Netrix S.A.
Lubelski Inkubator Technologii Informatycznych
Katedra Informatyki WSPA
Zaoczne Studium Doktoranckie Instytutu Elektrotechniki w Warszawie

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 Pańczyk	Zawilgocony mur jako środowisko niejednorodne w aspekcie tomografii elektrycznej – aktualny stan badań 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

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 zagadnień odwrotnych.

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.

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 skończonych, metodą elementów brzegowych oraz zaimplementowano metodę zbiorów poziomicowych w pakiecie EIDORS.

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 rozwiązań 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 zakończona podsumowaniem dotychczasowych osiągnięć jak również zostały sformułowane plany przyszłych pomiarów.

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 badań 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 badań i obliczeń.

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 określić 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 ilość danych wciąż wzrasta oraz szybkość 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 rozwiązań 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 strumień 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 strumień danych przyrasta jednostajnie (najczęściej) w czasie gdy zachodzą transakcje.

Stream Computing definiowany jest przez:

Strumień wejściowy jest typu czasu rzeczywistego i potrzebuje przetwarzania w czasie rzeczywistym, a wyniki muszą być aktualizowane zawsze gdy dane ulegają zmianie
Dane wejściowe napływają w trybie ciągłym w ilościach, które przekraczają możliwości obliczeniowej pojedynczych komputerów.
Strumień 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.

Jakub Szumowski: Projekt i konstrukcja kompaktowego tomografu pojemnościowego

W prezentacji przedstawiono ewolucję koncepcji kompaktowego tomografu pojemnościowego. Ukazano przebieg procesu konstrukcyjnego w kontekście potencjalnych zastosowań urządzenia tworzonego w laboratorium firmy Netrix S.A. Uczestnicy seminarium mieli okazję poznać 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.

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.