Oblasti

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. Robotika uključuje modeliranje robota, simulaciju pojedinih njegovih funkcionalnosti, izradu robota i analizu njegovih performansi.

Mašinsko učenje

Mašinsko učenje (eng. Machine Learning - ML) je grana veštačke inteligencije, koja se bavi izradom raučunarskih sistema koji uče iz iskustva. Iskustvo je mašini dopremljeno u vidu baze podataka koja može sadržati različite oblike informacija, kao što su slike, tekst, audio zapisi i slično. Inženjeri se u ovoj oblasti bave matemičkim definisanjem problema koji je potrebno da mašina reši, kao i njeno navođenje kroz mehanizam učenja. Cilj ovog procesa je formiranje sistema koji će naučeni zadatak moći samostalno i efektivno da izvršava. ML je oblast koja je u poslednjoj deceniji doživela ogromnu ekspaniziju, kako u popularnosti tako i u primenama, a neki od zanimljivih primera su prepoznavanje objekata na slici, identifikacija muzičkog žanra, automatsko dopunjavanje teksta i predviđanje trenda akcija na berzi, kao i mnoge druge.

Kompjuterska vizija

Kompjuterska vizija (eng. Computer Vision - CV) je oblast čiji cilj je da omogući računarsko razumevanje slika i videa kako bi se automatizovao čovekov vizuelni sistem. Primeri upotrebe kompjuterske vizije odnose se na automatsku detekciju objekata i događaja, rekonstrukciju prostora, rekonstrukciju slika… Prilikom implementacije sistema kompjuterske vizije koriste se metodi digitalne obrade podataka, mašinskog učenja, geometrije. Na seminaru smo se bavili kreiranjem 3D prostora na osnovu 2D slika, izdvajanjem i detekcijom karakterističnih obeležja lica, detekcijom registarskih tablica i znakova, određivanjem stila umetničke slike itd.

Lokalizacija i rekonstrukcija prostora

Lokalizacija (eng. Simultaneous localization and mapping - SLAM) podrazumeva određivanje pozicije i orijentaciju u prostoru. Navigacija se može posmatrati kao proširenje ove oblasti, a za nju je osim položaja objekta koji se kreće potrebno i mapirati prostor kako bi se izbegle prepreke. Za određivanje položaja potrebno je meriti razdaljinu od objekata za šta se koriste principi fizike, geometrije i kompjuterske vizije. Na seminaru smo implementirali sisteme lokalizacije na osnovu svetlosnih, ultrazvučnih, RF signala, na osnovu markera, lokalizaciju pomoću partikl filtra i mapiranje prostora pomoću ultrazvuka.

Automatika

Automatika je naučna oblast koja opisuje principe za automatsku kontrolu i regulaciju sistema i uređaja, bez ljudskog uticaja. Automatičarski sistemi sastoje se od različitih senzora, aktuatora i mikroprocesorskih sistema za obradu rezultata sa senzora i kontrolu aktuatora. Principi automatike imaju široku primenu u robotici. Automatika je sastavni deo projekata iz drugih oblasti, npr. prilikom simuliranja rada robota, ali i posebnih projekata koji se odnose na stabilizaciju položaja kvadkoptera, regulaciju procesa različitih sistema…

Obrada signala

Obrada signala podrazumeva matematičku manipulaciju signalima iz stvarnog sveta kao što su glas, audio, video, temperatura, pritisak, itd… Signali se moraju obraditi tako da se informacije koje sadrže mogu prikazati, analizirati ili pretvoriti u drugu vrstu signala koja može biti od koristi. Obrada signala je neizbežna u svim ostalim oblastima, a neki od primera primene su audio signali, obrada govora, RADAR, seizmologija, SONAR, prepoznavanja glasa i mnogi drugi.

Bioinženjering

Na obradu signala direktno se naslanja i bioinženjering. Obradom signala sa raznih medecinskih uređaja i korišćenjem metoda veštačke inteligencije, mogu se rešiti razni medicinski problemi. Na seminaru smo se bavili klasifikacijom raka, obradom EEG i EKG signala.

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. Zbog toga je fizičke osnove potrebno detaljno ispitati pre nego što se implementiraju u stvarnim sistemima. Za to se prvenstveno koriste računarske simulacije kojima je moguće detaljno opisati sistem, od nivoa molekula u fizičko-hemijskim sistemima, preko talasnog kretanja i elektromagnetike do simulacija kompletnih funkcionalnosti sistema. Od posebnog interesa na seminaru su simulacije elektromagnetnih pojava jer se one teško ispituju, simulacije talasnog kretanja u raznim primenama, kao i simulacije haosa u električnim kolima.

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.

Embedded sistemi

Embedded sistem je računarski sistem projektovan za specifičnu namenu i interakciju sa fizičkim svetom. Izrada embedded 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. Embedded sistemi se nalaze svuda oko nas, u malim kučnim uređajima, u automobilima, računarima i mobilnim telefonima, tosterima, medicinskim uređajima, letelicama…