LU::open-projects

Šeit apskatāmas potenciālas kursa/bakalaura/maģistra darbu tēmas studentiem LU DF.

Darbu vadītāji

Darbu tēmas piedāvā:

• Leo Seļāvo, tēmas zemāk: Lietu internets, iegultās sistēmas.
• Jurģis Šķilters, tēmas šeit
• Kārlis Čerāns, tēmas šeit

• Tēmas, ko piedāvā pārējie LU DF pasniedzēji apkopotas šeit. Lūdzu uzmeklēt tēmas un pasniedzējus, kas jums interesē, un runāt individuāli.

Darbu tēmas Leo Seļāvo vadībā

Tiem, kas vēlas manā (Leo Seļāvo) vadībā izstrādāt kursa, bakalaura vai maģistra darbus.

Ja vēlaties veikt tikai literatūras apskata darbu, visticamāk ka jums jāmeklē cits vadītājs. Bet, ja esat gatavi ieguldīt gan radošu gan praktisku darbu un rezervēt šim darbam nepieciešamo laiku ar attiecīgu prioritāti, droši lasiet tālāk.

Visas zemāk minētās tēmas iekļauj gan radošu gan praktisku darbu kas noved līdz demonstrējamam rezultātam. Paredzams, ka students šajā darbā ieliks gan savu radošo domu, gan iemaņas attiecīgās sistēmas, programmatūras vai aparatūras izstrādē.

Tēmas, kurās man ir zināma pieredze un tāpēc varu būt kvalitatīvs vadītājs:

• Lietu internets, bezvadu sensoru tīkli, un to pielietojumi sadarbībā ar citām nozarēm (piem. medicīna, vide, transports,...)
• Iegultās sistēmas, mikro kontrolieri un ar tiem saistītā programmatūra un aparatūra
• Sistēmu programmatūra un tās izstrāde
• Datoru inženierija, digitālu sistēmu izstrāde un pielietojumi
• Virtuālās vides, VR, AR, lietotāju saskarnes ar jauniem (sensoru?) elementiem
• u.c., tēmas, parasti pēc diskusijām ar studentiem.

Tēmas kas man ir saistošas, lai arī neesmu eksperts, bet tās var kombinēt ar augšminētajām:

• Datu analīze, lielie dati
• Mašīnmācīšanās, dziļā mašīnmācīšanās
• Mākslīgais intelekts
• Robotika
• Attēlu apstrāde

Starpdisciplinārā sadarbība, ko ne reti esam iekļāvuši darbos:

• Medicīna un veselības aprūpe, piemēram, virtuālais treneris diabēta pacientiem
• Vides zinātnes, piemēram, sensori uz neapdzīvotas salas Atlantijas okeānā
• Viedie un pašbraucošie auto un citi transporta līdzekļi

Ja jums kāda no šīm tēmām interesē, lūdzu dodiet ziņu.

Tēmas, konkrētāk

Big Data, datu analīze un korelācijas

• Paplašinātā maņa. Cilvēka monitorings ikdienā un datu glabāšana ilgtermiņā (kustības, izskats, āda, stāja un pozas) ar mērķi atrast korelācijas starp novērojumu vēsturi un efektiem, piemēram, saslimšana, alerģijas, emocionālais stavoklis,...
  • Aspekti:
    • Sistēmas arhitektūra
    • Pielietojumi - medicīna, apmācība (noguruma un mācību efektivitātes testi un vadība).
    • Apvienojums un korelācija ar citiem datiem, piemēram, sociālajos tīklos, vai reģionālajās ziņās un sabiedrībā.
    • Privātums un drošība.
    • Pieejamība ("availability") - datu un vai pieslēguma pieejamība dažādos dzīves un lietojuma apstākļos.

Lietu internets, Kiberfizikālas sistēmas un Bezvadu sensoru tīkli

• Sevis monitorings. (Valkājama) sensoru sistēma, kas monitorē cilvēka darbības un pieraksta tās vēsturei. Pielietojumi šādai sistēmai, piemēram, palīdzība slimības diagnozē: Kur es pēdējā nedēļā biju, ko ēdu, ar kādiem cilvēkiem tikos... Darbu izstrādājot iespējami dažādi fokusi, piemēram, uz nēsājamām sensoru iekārtām, uz kopējo sistēmu, uz pielietojumiem, un uz iespējām un risinājumiem pieņemot, ka šāda sistēma jau ir.

• Viedā māja. Bezvadu sensoru un efektoru tehnoloģijas pielietojumi un izstrāde kas palīdz uzlabot mūsu dzīves vidi.

• Viedā klase. Klase, kura notiek lekcijas un nodarbības, un kas aprīkota ar viedām tehnoloģijām. Piemēram:
  • Multikameru sistēma lekciju un prezentāciju ierakstam, kas automātiski ieraksta un pārslēdzās no vienas uz otru atkarībā no runataja vai uz tāfeles rakstītāja atrašanās vietas un darbībām, vai arī skaņas, piemēram, pārslēdzoties uz auditorijas rajonu no kura tiek uzdots jautājums.

• Sensoru tīklu pielietojumi precīzai lauksaimniecībai. Dalība reālu sistēmu izstrādē kas novēro dabas procesus augļu dārzā.

• Navigācijas sistēma cilvēkiem ar ierobežotu redzi. Sensori palīdz noteikt cilvēka atrašanās vietu telpā un nosūta šo informāciju cilvēkam reālā laikā.

• Operētājsistēmas komponenšu izstrāde bezvadu sensoru tīkliem. Šis ir aktīvs vairāku cilvēku projekts ar iespējām papildināt un uzlabot MansOS operētājsistēmu ar dažādām komponentēm, piemēram, atkļūdošanai.

• Universāla iegulto sistēmu interpretatora izstrāde. Valoda, vide un programmnodrošinājums kas palīdz ātri un ērti izstrādāt un testēt iegulto sistēmu programmatūru.

• Sensoru-kurpes. Sensori apavos kas nosaka dažādas lietas - gan kur cilvēks staigā (līdzens ceļš, trepes) gan vai cilvēks staigā veselīgi, gan cik daudz cilvēks ir nogājis (soļu skaitītājs). Līdzīgi projekti: Japānā - WINFO+, walk-instyle.com

• Virtuāls futbols. Lietotāju apavi ir aprīkoti ar sensoriem kas mēra kājas darbību, un uz ekrāna ir virtuāls futbola laukums, kurā cilvēki var manipulēt virtuālu bumbu.

MansOS operētājsistēmas izstrāde un papildināšana

MansOS ir atvērtā pirmkoda operētājsistēma sensoru tīkliem un iegultām sistēmām. MansOS turpina attīstīties un paver iespējas studentu projektiem dažādos līmeņos. Piemēram: Bakalaura, maģistra un citu (zinātnisko) darbu tēmas, saistītas ar operētājsistēmas MansOS programmēšanu un citām lietām:

• MansOS portēšana uz jaunu platformu.
• MansOS draivera izstrāde, piemēram, AT45DB041D zibatmiņai (kursa darbs)
• Jauna tīkla protokola izstrāde un pievienošana MansOS (piemēram: MAC, maršrutizēšana, datu agregācija u.c.).
• Eksistējoša tīkla protokola portēšana uz MansOS:
• Atkļūdotājs MansOS vidē (debugger):
  • Būtu ērti atkļūdot MansOS arī bez JTAG interfeisa izmantošanas. (Pagaidām vienīgie atkļūdošanas varianti tādā gadījumā ir atkļūdošana lietojot spīddiodes vai printf() izsaukumi ar teksta izvadu uz seriālo (USB) portu vai radio saiti.
  • Viens variants būtu piedabūt gdbproxy strādāt uz motes un komunicēt ar gdb caur seriālā porta interfeisu (TCP/IP interfeiss te nebūs piemērots, jo šis komunikācijas līmenis bieži vien var nebūt pieejams, kad vajag atkļūdot zema līmeņa detaļas).
• Testēšanas vides (Test bed) izveide/paplašināšana: sensoru mezglu un papildīrieču fiziska izvietošana LU DF telpās, izveidotās sistēmas konfigurēšana, ērta interfeisa izveidošana Test bed pieejai, ekspluatācijai un uzturēšanai.

Viedās transporta sistēmas

• Auto vadība pa tālruni - dažādu auto funkciju izpilde no viedtālruņa

• Precīza lokalizācija - ar precizitati 1 metrs vai labāk un atjaunošanu reizi sekunde vai biežāk.

• Auto vadītāja un pasažieru digitāla ekosistēma - tehnoloģiski risinājumi, kas atvieglo mūsu dzīvi braucot transporta līdzekļos. Piemēram, automatiska izklaides, audiogrāmatu sinhronizācija, žestu atpazīšana automobīlī, un tml.

Virtuālās vides un paplašinātā realitāte

• Pielietojumi izmantojot Oculus Rift VR stereo-brilles.

• Pielietojumi izmantojot Leap motion žestu atpazīšanas sistēmu.

• Viedo objektu saskarnes
  • Piemēram, saskarne bērniem kur tie manipulē reālus klucīšus vai lelles, un saņem attiecīgu reakciju no datora/projektora/ciotiem viediem objektiem.
  • Cits piemērs - daudzlietotaju spēles ar reālu objektu manipulāciju un virtuālu saiti caur datoru tīklu.

• Paplašinātā realitāte
  • Reālās vides papildināšana ar virtuālas vides projekciju dažādos kontekstos.

• Virtuālās pasaules izstrāde kas ietver sevī Latvijas Universitātes un/vai tās apkaimes, vai pat Rīgas modeli.

• Virtuālā un reālā vides, to saistība un savstarpējā ietekme. Sistēma kas nodrošina reālās vides sensoru signālu pārnešanu uz virtuālo un pretējā virzienā uz reālās vides efektoriem.

• Vides spektrogrāfijas skenera datu apstrāde un konvertācija uz 3D vides modeļiem. Dati savakti ar īpašu spektrogrammas skeneri ar lidmašīnu pārlidojot dažādiem vides objektiem vai apgabaliem.

Datorinženierija, aparatūra, jauktās sistēmas

• Jaunas sensoru moduļu platformas izveide kas nodrošina, piemēram, vieglāku sistēmu izstrādi ar mazāku enerģijas patēriņu. Šim projektam iespējamas daudzas variācijas atkarībā no jaunās platformas mērķiem un priekšrocībām.

• Interaktīvas tāfeles izstrāde. Inovatīvi tehnoloģiju risinājumi mācību procesam lekcijās un klasēs.

• Virtuāls rādāmais kociņš prezentācijām. Portatīva iekārta kas, iespējams, atgādina "lāzera pointeri" bet tā vietā lai raidītu lāzera staru uz ekrānu, nosaka rādītāja pozīciju attiecībā pret ekrānu (iespējams, ar iebūvētiem akcelerometriem vai ultraskaņas triangulāciju) un nosūta prezentācijas datoram kursora atrašanās vietu.

• Virtuāla pele. Sensori uz pirkstiem, kas ļauj kustināt un klikšķināt virtuālu peli, neatejot ar rokām no klaviatūras.

• Interaktīvais galds - kur galda virsma kļūst par datora saskarni. Attēls projicējas uz galda, un lietotājs var interaktīvi sadarboties ar datoru pieskaroties galdam dažādās vietās, piemēram, uz projicētas izvēlnes, klaviatūras, vai attēla, tādejādi mijiedarbojoties ar programmatūras aplikācijām.
  • Līdzīgi projekti: http://www.maximumpc.com/article/features/maximum_pc_builds_a_multitouch_surface_computer

Digitāla signālu apstrāde

• Latviešu valodas teksta konvertēšana uz audio reālā laikā. Projekts paredz izstrādāt vai pielāgot eksistējošu atvērtā koda sistēmu (piemēram Festival vai Mary) tā lai šī sistēma varētu pildīt "text-to-speech" funkcionalitāti tekstiem latviešu valodā. Sistēmas pielietojumi - cilvēki ar īpašām vajadzībām, mobili audio grāmatu lasītāji, u.tml.

Dažādi

• Apsekot cik liels ir datoru enerģijas patēriņš visā valstī. Piemēram, ASV 2006.g. tērēja datu centriem 1.5% no visas enerģijas.

ASV Enerģijas patēriņa sadalījums 2012.gadā. Kā ir Latvijā šodien? Kā samazināt patēriņu? Darbam jāiekļauj praktiskas demonstrācijas, šis nav tikai "apskata" darbs.