Oblasti

Seminar Primenjene Fizike i Elektronike je multidisciplinaran i u osnovi kombinuje znanja fizike, analogne i digitalne elektronike, računarstva, automatike, obrade signala, mehanike, programiranja. Neretko smo sarađivali sa drugim seminarima (kao što su molekularna biomedicina, astronomija i psihologija) na realizaciji projekata čiji okviri prevazilaze pojedinačne seminare. Na osnovu projekata na kojima je rađeno u prethodnih 5 godina, grupisali smo 8 oblasti kojima posvećujemo pažnju kroz ciklus seminara u Petnici.

 Kompjuterska vizija

Kompjuterska vizija je oblast koja uključuje metode za akviziciju, procesiranje, analizu i razumevanje slika realnog sveta. Oblast je nastala sa ciljem da se osobine ljudske vizije realizuju korišćenjem elektronskih resursa. Bavi se teorijom iza sistema veštačke inteligencije koji dobijaju informacije sa slika. Slike mogu biti raznih oblika, od video sekvenci, pogleda s više kamera, višedimenzioni podaci sa medicinskih skenera, itd.

Primeri realizovanih projekata:

  • Praćenje smera pogleda
  • Generisanje dubinskih mapa na osnovu 2 kamere
  • Segmentacija i prepoznavanje lica
  • Adaptivno projektovanje slike na pokretnom zaklonu
  • Brojanje automobila sa video snimka

 Navigacija

Navigacija je oblast koja se fokusira na osmatranje i kontrolu kretanja letelice ili vozila sa jednog mesta na drugo. U širem smislu, navigacija se odnosi na veštine određivanja pozicije i orijentacije u prostoru. Često, radi utvrđivanja pozicije, se meri i rastojanje od objekata za šta se koriste i metode kompjuterske vizije. Navigacija je usko povezana s automatikom, disciplinom koja izučava načine upravljanja kretanjem i njihovom implementacijom.

Primeri realizovanih projekata:

  • Mapiranje prostora pomoću kinekta
  • Autopilot za brod
  • Partikl filter za lokalizaciju robota u mapiranom prostoru
  • Diferencijalni GPS
  • Konstrukcija ultrazvučnog sonara

 Robotika

Robotika se bavi izučavanjem i konstrukcijom mašina (robota) koje zamenjuju ljude u izvršavanju, kako fizičkih poslova, tako i pri donošenju odluka. Roboti se često koriste u industriji gde obavljaju proste ponavljajuće operacije. Mnogi aspekti robotike uključuju i veštačku inteligenciju koja omogućava robotu da samostalno donosi odluke. Za takvo ponašanje, potrebno je robota opremiti i nizom senzora-čula (za dodir, temperaturu, položaj, vid) preko kojih “oseća” spoljni svet.

Primeri realizovanih projekata:

 Prepoznavanje oblika

Automatsko prepoznavanje oblika je skup tehnika pomoću kojih se pojedini oblici pridružuju odgovarajućim klasama. Pri tom, oblik je definisan kao skup deskriptora (osobina, atributa), a klasa je familija oblika koji poseduju neke zajedničke osobine. Prepoznavanje oblika se smatra za proceduru učenja, gde se pretpostavlja postojanje trening podataka na osnovu kojih se formira model odlučivanja. Ovaj model mora postići dobro uopštenje kako bi radio i za podatke koji nisu deo treninga.

Primeri realizovanih projekata:

 Simulacije

Simulacije su kompjuterski programi koji reprodukuju ponašanje nekog sistema. Koriste se za predviđanje ponašanja u slučajevima kada nije praktično uraditi stvarni eksperiment, a sistem je previše kompleksan za analitičko rešavanje. Sistemi koji se simuliraju kreću se od fizičkih i hemijskih, pa sve do onih koji uključuju ljudsko ponašanje, kao što su sociološki i ekonomski.

Primeri realizovanih projekata:

  • Simulacija nestišljivog fluida
  • Simulacija za računanje kapacitivnosti fraktalnog kondenzatora
  • Određivanje optimalnog položaja izvora svetla upotrebom genetskih algoritama
  • Simulacija PN spoja

 Primenjena fizika

Primenjena fizika je duboko ukorenjena u fundamentalnom znanju i konceptima fizike ali je usmerena ka korišćenju naučnih principa u praktičnim uređajima i sistemima, i u primeni fizike u drugim oblastima nauke. Na seminaru se bavimo različitim fizičkim fenomenima (iz oblasti elektromagnetike, zakona mehanike, determinističkim i slučajnim procesima…) i njihovom primenom pri konstrukciji različitih uređaja ili pri merenjima.

Primeri realizovanih projekata:

 Telekomunikacije

Telekomunikacije predstavljaju disciplinu koja se bavi emitovanjem, prenosom i prijemom poruka (govora, zvuka, slike, videa, teksta, podataka itd.). Ovaj širok pojam podrazumeva dizajn svih elemenata neophodnih za realizaciju uspešne komunikacije na daljinu, kao što su predajnik, prijemnik i kanal za prenos, ali i proučavanje fizike prostiranja talasa u različitim sredinama, modulacije i obrade signala, kao i teorije informacije, zaštite i kriptovanja podataka.

Primeri realizovanih projekata:

  • Diferencijalni GPS
  • FSK modem
  • Softverski definisan radio
  • Akustički modem
  • Radio posmatranje meteora

 Embeded sistemi

Embeded sistem je računarski sistem projektovan za specifičnu namenu i interakciju sa fizičkim svetom. Izrada embeded sistema zahteva integraciju hardvera (mikrokontrolera, digitalnih procesora signala – DSP i FPGA), softvera, operativnih sistema u realnom vremenu, telekomunikacija, senzora i aktuatora; u složen, visoko pouzdan sistem. Primena: aeronautika, sistemi za kontrolu u auto industriji, mobilni telefoni, multimedijalni uređaji, medicinska oprema…

Primeri realizovanih projekata:

  • Piezoelektrični PCB motor
  • Implementacija vektorskog koprocesora u FPGA
  • Dvodimenzionalni ploter
  • Lokalizacija izvora zvuka
  • Merenje razdaljine i brzine ultrazvukom
  • FPGA neuronska mreža za PID kontrolu