Engineering Science and Materials Commons^™

Reducing Food Scarcity: The Benefits Of Urban Farming, S.A. Claudell, Emilio Mejia

Journal of Nonprofit Innovation

Urban farming can enhance the lives of communities and help reduce food scarcity. This paper presents a conceptual prototype of an efficient urban farming community that can be scaled for a single apartment building or an entire community across all global geoeconomics regions, including densely populated cities and rural, developing towns and communities. When deployed in coordination with smart crop choices, local farm support, and efficient transportation then the result isn’t just sustainability, but also increasing fresh produce accessibility, optimizing nutritional value, eliminating the use of ‘forever chemicals’, reducing transportation costs, and fostering global environmental benefits.

Imagine Doris, who is …

Cfrp Delamination Density Propagation Analysis By Magnetostriction Theory, Brandon Eugene Williams

All Dissertations

While Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRPs) have exceptional mechanical properties concerning their overall weight, their failure profile in demanding high-stress environments raises reliability concerns in structural applications. Two crucial limiting factors in CFRP reliability are low-strain material degradation and low fracture toughness. Due to CFRP’s low strain degradation characteristics, a wide variety of interlaminar damage can be sustained without any appreciable change to the physical structure itself. This damage suffered by the energy transfer from high- stress levels appears in the form of microporosity, crazes, microcracks, and delamination in the matrix material before any severe laminate damage is observed. This …

Numerical Modeling And Simulation On Deformation And Failure Behaviors Of Polymeric Materials, Heng Feng

Electronic Thesis and Dissertation Repository

Featured by biocompatibility, high compliance and capacity in sustaining large deformation, dielectric elastomers (DEs) and hydrogels have gained extensive research popularity for their potential applications in the fields of soft robots, biomimetics, tissue engineering, drug delivery, and energy harvesting. The design of such soft and smart material-based devices and structures requires deep understanding and accurate simulation of their constitutive behaviors, which is challenged by their nonlinear material properties due to unique microstructures and multi-physics coupling. Meanwhile, in different application contexts, those structures are also susceptible to different failure modes, imposing further challenges in simulating and predicting their performance. To fulfill …

Characterization Of Mechanically Recycled Polylactic Acid (Pla) Filament For 3d-Printing By Evaluating Mechanical, Thermal, And Chemical Properties And Process Performance, Mahsa Shabani Samghabady

All Theses

Polylactic acid (PLA) is a biopolymer made from renewable resources such as sugar and corn. PLA filament is a popular material used in Fused Deposition Modeling (FDM) 3D-printing. While this material has many advantages, all the failed parts, support structures, rafts, nozzle tests, and the many prototype iterations during the 3D-printing process contribute to the plastic pollution and release of greenhouse gases. Although PLA is biodegradable, it can take years to degrade in landfills. Instead of throwing away PLA waste and buying new filaments, PLA can be recycled. Amongst the different recycling technologies, mechanical recycling is the most environmentally friendly. …

Development, Experimental Validation, And Progressive Failure Modeling Of An Ultra-Thin High Stiffness Deployable Composite Boom For In-Space Applications, Jimesh D. Bhagatji

Mechanical & Aerospace Engineering Theses & Dissertations

To maximize the capabilities of nano- and micro-class satellites, which are limited by their size, weight, and power, advancements in deployable mechanisms with a high deployable surface area to packaging volume ratio are necessary. Without progress in understanding the mechanics of high-strain materials and structures, the development of compact deployable mechanisms for this class of satellites would be difficult. This research focuses on fabrication, experimental testing, and progressive failure modelling to study the deformation of an ultra-thin composite beam. The research study examines deformation modes of a boom under repetitive pure bending loads using 4-point bending setup. The material and …

Dome Tester, Clark Bates, Nikolas M. Kulin

Williams Honors College, Honors Research Projects

We are reconfiguring and modifying the previously built dome tester to be more user friendly and mechanically applicable. This has a long-term goal of being a usable teaching tool for manufacturing education within the college of engineering and polymer sciences. The dome tester pushes a metal dome into a clamped sheet of metal to test its forming limits and where necking occurs. We have implemented a better method of viewing the sheet sample as it is being deformed, and improved measuring methods for the distance a sample is deformed. By introducing these changes in conjunction with improved documentation of the …

อุปกรณ์ขับเคลื่อนนิ้วมือแบบยืดหยุ่นชนิดโครงข่ายโพรงอากาศโดยการพิมพ์ 3 มิติสำหรับงานกายภาพบำบัด, ชัยวัฒน์ มุสิกะปาน

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

โดยปรกติทั่วไประบบช่วยเหลือการทำงานหลักของมือเป็นสิ่งจำเป็น และขาดไม่ได้ในการช่วยเหลือผู้ป่วยในการดำเนินกิจกรรมในชีวิตประจำวันของพวกเขา เป็นเวลาหลายปีที่ soft robot ส่วนนิ้วมือถูกนำมาใช้ช่วยเหลือผู้ป่วยที่รอดชีวิตจากโรคระบบทางเดินประสาทอันมีผลทำให้กล้ามเนื้อมีความผิดปรกติ และระบบประสาทเสียหาย เช่น โรคหลอดเลือดในสมอง และโรคพาร์กินสัน ในขณะเดียวกันมีการนำ soft robot มาใช้รองรับกับโรคการอักเสบของกล้ามเนื้อ เช่น โรคเอ็นข้อมืออักเสบ (de Quervain) และการกระตุ้นที่นิ้วมือ โดยในงานนี้ได้นำเสนอแบบชิ้นงานของ soft robot จากการพิมพ์ 3 มิติแบบเต็มชิ้นที่ปราศจากกระบวนการหล่อขึ้นรูป และใช้วัสดุเดียวในการพิมพ์ นอกจากนี้ชิ้นงานถูกออกแบบด้วยเทคนิคเครือข่ายโพรงอากาศหลายหน่วย (MC Network) ที่มีความยาว 122 มม. โดยการพิมพ์ 3 มิติแบบเต็มชิ้นเพื่อทำการเปรียบเทียบกับ soft robot อื่นโดยวิธีการหล่อขึ้นรูปที่มีความยาว 130 มม. ในขณะที่ปริมาณการปล่อยแรงดันลมในการทดลอง คือ ระหว่าง 100 kPa ถึง 200 kPa สำหรับการงอนิ้วมือ และพยุงการกำมือ ผลการทดลองแสดงประสิทธิภาพในการงอในระยะการเคลื่อนไหวของนิ้วมือ (ROM) นอกจากนี้ยังทำการทดลองควบคุมการงอของข้อต่อนิ้วมือที่สัมพันธ์กับเซนเซอร์ Electromyography (EMG) เมื่อทำงานตรวจพบการหดตัว และการยืดตัวของกล้ามเนื้อ สุดท้ายนี้งานนี้ได้เสนอแนะแนวคิดเกี่ยวกับการออกแบบ และการสร้าง soft robot ส่วนนิ้วมือเพื่อใช้ในการทำกายภาพบำบัดในการแพทย์

Grinding And Super-Finishing Test Machine Project, Michael Simon

Williams Honors College, Honors Research Projects

A research project in The University of Akron to study grinding and super-finishing of silicon nitride ceramic was initiated by Dr. Siamak Farhad and sponsored by the Timken Company, with the assistance of undergraduate students Michael Simon, Ryan Hosso and Mathew Rozmajzl. The study required analysis of forces and scratches generated during grinding processes of silicon nitride samples. A testing assembly was designed and constructed to record the forces generated during grinding and super-finishing of silicon nitride samples in a computer-numerical-control machine. Silicon nitride samples were subjected to desired grinding and super-finishing operations and all forces generated during the process …

ระบบฝาแฝดดิจิทัลสำหรับอุปกรณ์คัดแยกวัตถุอัตโนมัติด้วยเทคโนโลยีโลกเสมือนจริง, กฤษฏ์ สกุลกวินกร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ระบบฝาแฝดดิจิทัลหรือ คู่ฝาแฝดดิจิทัล นั้นเข้ามามีบทบาทสำคัญในก้าวพัฒนาระบบอุตสาหกรรมไปยังอุตสาหกรรม 4.0 โดยตัวอย่างที่เห็นได้อย่างชัดเจนคืองานในกระบวนการผลิตที่สามารถนำระบบฝาแฝดดิจิทัลเข้ามาประยุกต์ใช้เพื่อเพิ่มศักยภาพในการผลิตได้ โดยระบบฝาแฝดดิจิทัลนั้นสามารถรับส่งข้อมูลกันระหว่างคู่ฝาแฝดดิจิทัล และ ชุดอุปกรณ์จริง ในเวลาจริงได้ โดยสื่อสารผ่านระบบที่มีศักยภาพในการรับส่งข้อมูล ทั้งในเรื่องของ ค่าความหน่วง และ เสถียรภาพในการรับส่ง และ ด้วยระบบการสื่อสารแบบ IoT นั้นจะช่วยให้ระบบฝาแฝดดิจิทัลสามารถตรวจสอบการทำงานของชุดอุปกรณ์เซนเซอร์ต่างๆได้อย่างหลากหลายมากยิ่งขึ้น โดยการนำเทคโนโลยี VR เข้ามาประยุกต์ใช้ในระบบนั้นจะสามารถช่วยให้ผู้ใช้งานรู้สึกเหมือนอยู่หน้าชุดอุปกรณ์และสามารถควบคุม และ ตรวจสอบระบบต่างๆผ่านระบบเครือข่าย IoT จากทุกที่ที่สามารถเชื่อมต่อกับระบบสื่อสารอินเตอร์เน็ตได้ โดยวิทยานิพนธ์ฉบับนี้ได้นำเสนอกระบวนการพัฒนาระบบฝาแฝดดิจิทัลสำหรับชุดอุปกรณ์คัดแยกวัตถุอัตโนมัติสำหรับสาธิตด้วยเทคโนโลยีโลกเสมือนจริง โดยตัวชุดอุปกรณ์คัดแยกวัตถุอัตโนมัตินั้นจะประกอบไปด้วยชุดอุปกรณ์เซนเซอร์และชุดอุปกรณ์ตัวสั่งการที่ถูกควบคุมการทำงานผ่านระบบไร้สายแบบ UDP(User Datagram Protocol) และ TCP(Transmission Control Protocol) บนเครือข่ายไร้สายเดียวกันกับชุดบอร์ดคอนโทรลเลอร์ โดยจะมีตัวประมวลผลกลาง Node-RED ที่ติดตั้งเป็นชุดประมวลผลหลักโดยจะเก็บรวบรวมข้อมูลจากทุกชุดของบอร์ดคอนโทรลเลอร์บนชุดอุปกรณ์คัดแยกวัตถุอัตโนมัติ และทำการเชื่อมต่อข้อมูลไปยัง แอพพลิเคชั่น VR ผ่านระบบการสื่อสารแบบ MQTT ผ่านคลาวน์แพลทฟอร์มของ NETPIE2020 โดยจะนำค่าความหน่วงและเสถียรภาพของระบบสื่อสารที่กล่าวมาข้างต้นมานำเสนอและวิเคราะห์ประมวลผล

การวัดขนาดของกล่องพัสดุทรงสี่เหลี่ยมด้วยกล้องวัดความลึกเพื่อนำไปใช้สำหรับออกแบบการจัดวางกล่องในตู้เก็บสินค้า, ณพล ลัดพลี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Robotic Process Automation (RPA) กำลังกลายเป็นส่วนสำคัญของการดำเนินงานโรงงานและการจัดการคลังสินค้าในปัจจุบัน แทนที่จะอาศัยมนุษย์ในการทำงานซ้ำๆ ระบบอัตโนมัติสามารถทำงานดังกล่าวได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นและมีต้นทุนการดำเนินงานที่ต่ำลง ในอุตสาหกรรมโลจิสติกส์งานทั่วไปอย่างหนึ่งคือการวัดขนาดของกล่องพัสดุที่มาถึงคลังสินค้าเพื่อวัตถุประสงค์ในการจัดการสินค้าคงคลัง โดยทั่วไปแล้วผู้ปฏิบัติงานจะต้องวัดขนาดกล่องด้วยตนเอง ในงานนี้เรานำเสนอการวัดขนาดของกล่องพัสดุทรงสี่เหลี่ยมด้วยกล้องวัดความลึกเพื่อนำไปใช้สำหรับออกแบบการจัดวางกล่องในตู้เก็บสินค้า ระบบนี้จับภาพความลึกของกล่องที่จะวัดและใช้อัลกอริทึม Flood fill เพื่อตรวจจับระนาบด้านบนและคำนวณหาขนาดของกล่องพัสดุ มีขั้นตอนการประมวลผลเพิ่มเติม เช่น การสุ่มตัวอย่างแบบกริดและการชดเชยความสูง เพื่อปรับปรุงความแม่นยำเมื่อกล่องผิดรูป ข้อมูลขนาดกล่องจากการวัดจะอัปเดตไปยังฐานข้อมูลออนไลน์ และสามารถส่งข้อมูลไปยังโปรแกรมออกแบบการจัดวางกล่องในตู้เก็บสินค้าได้ ด้วยการศึกษา Gage R&R ระบบที่นำเสนอแสดงผลลัพธ์ที่ยอมรับได้ พร้อมทั้งมี Repeatability และ Reproducibility ที่ดี ในมุมมองด้านความแม่นยำ ข้อผิดพลาดเฉลี่ยของการวัดขนาดกล่องที่แตกต่างกัน 4 ขนาดในตำแหน่งที่แตกต่างกัน คือ 1.12% และเวลาประมวลผลเฉลี่ยคือ 2.38 วินาที

การศึกษาความแม่นยำและความคลุมเคลือในการประมาณตำแหน่งด้วยเครื่องหมายภาพ หลายชิ้น หลายขนาด และหลายระนาบ, ถิรพุทธิ์ ติระพงศ์ธวัช

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อเพิ่มความแม่นยำในการหาตำแหน่งด้วยภาพ โดยใช้การหาตำแหน่งของเครื่องหมาย (markers) ในรูปแบบของ ArUco ซึ่งสามารถหาตำแหน่งและมุมเทียบกับกล้องได้ อย่างไรก็ตามเพื่อเพิ่มความสามารถของการวัดตำแหน่งของวัตถุที่มีหลากหลายเครื่องหมายอยู่ในภาพอย่างแม่นยำ งานวิจัยนี้ได้เสนอแนวทางเป็น 3 ขั้นตอน ได้แก่ 1) การเพิ่มจำนวนเครื่องหมาย 2) การใช้เครื่องหมายหลายขนาด 3) การใช้เครื่องหมายหลายระนาบ จากการศึกษาพบว่า 1) การเพิ่มจำนวนเครื่องหมายเป็น 4 เครื่องหมายกระจายอยู่บนวัตถุ และใช้การหาตำแหน่งด้วยวิธี Perspective-n-Point (PnP) pose computation และปรับปรุงผลต่อด้วยเทคนิค Levenberg-Marquardt minimization จะสามารถลดความคลาดเคลื่อนเชิงตำแหน่งและเชิงมุมที่ระยะ 1 เมตรได้ร้อยละ 19.59 และ 41.89 ตามลำดับ 2) การพัฒนาเพิ่มเติมโดยการใช้เครื่องหมายสองขนาดร่วมกัน สามารถลดความคลาดเคลื่อนเชิงตำแหน่งและเชิงมุมที่ระยะ 1 เมตร ได้เพิ่มเติมอีกร้อยละ 41.99 และ 72.89 ตามลำดับ และในขณะเดียวกันสามารถเพิ่มระยะสูงสุดในการตรวจจับได้ จาก 4 เมตร เป็น 8 เมตร 3) นอกจากนี้ยังได้พัฒนาการลดความคลุมเครือในการหาตำแหน่งจากการตรวจจับเครื่องหมายบนหลายวัตถุพร้อมกัน จากการศึกษาพบว่า ระบบที่พัฒนาขึ้นมาสามารถแยกแยะเครื่องหมายบนวัตถุได้อย่างถูกต้อง

Formation Control Of Mobile Robot Swarm In Search Operation, Chanun Asavasirikulkij

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The use of swarm mobile robots has emerged as a promising approach to enhance search efficiency in various applications. This thesis focuses on proposing an effective design and fabrication methodology for a swarm mobile robot system based on the Robot Operating System (ROS) framework. Additionally, a novel network architecture is presented to improve communication efficiency among the robots. The primary objective of this research is to investigate the formation control of swarm mobile robots and their superior ability in search operations. Through extensive experiments and quantitative analysis, the performance of the proposed formation control strategy is evaluated in terms of …

Development Of Stiffness Sensing And Adaptive Grasping With Soft Pneumatic Grippers, Chaiwuth Sithiwichankit

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This study presents a framework for stiffness sensing and adaptive grasping using soft pneumatic grippers (SPGs). The motivation was to imitate the capabilities of human hands. The challenge was the compliance of soft pneumatic actuators (SPAs). The study associated the behaviors of grasped objects with those on SPAs, introduced a new concept of SPA modeling, and proposed a method for stiffness sensing through SPG pincer grasping. Compression testing was conducted for validation. A technique for forecasting deformation and force on grasped objects based on their stiffness was established, and a control law was elaborated. The presented technique and control architecture …

การประเมินอายุความล้าของตะไบแบบหมุนทางทันตกรรมหน้าตัดแบบต่าง ๆ โดยใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์, ณัชพล นันทประทีป

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วิทยานิพนธ์นี้มุ่งเน้นไปที่การวิเคราะห์ความเค้น ความเครียด และอายุความล้าของตะไบแบบหมุนนิกเกิลไทเทเนียมโดยใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ ในการศึกษานี้ได้พิจารณาตะไบแบบหมุนที่มีรูปร่างหน้าตัดแตกต่างกัน 4 แบบ ได้แก่ สามเหลี่ยมด้านเท่า, สี่เหลี่ยมจัตุรัส, รูปตัว S และสามเหลี่ยมนูน และได้จำลองให้ตะไบสอดเข้าไปในแบบจำลองคลองรากฟันที่มีความโค้งแตกต่างกัน โดยกำหนดรัศมีโค้งของคลองรากฟันให้มีขนาด 2 มม. 5 มม. และ 8 มม. และมุมโค้งมีขนาด 30 องศา 45 องศา และ 60 องศา ตามลำดับ เพื่อจำลองให้ตะไบเสียรูปไปตามส่วนโค้งของคลองรากฟันเหมือนการทำงานจริงในการรักษาคลองรากฟัน ผลการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าตะไบรับภาระแกนเดียว โดยมีลักษณะความเค้นและความเครียดเป็นคาบรูปไซน์ จากนั้นจึงพิจารณาแอมพลิจูดของความเค้นและความเครียดสูงสุดในวัฏจักรความล้า ซึ่งพบว่าแอมพลิจูดของความเครียดมีค่าเปลี่ยนแปลงตามรัศมีโค้งและมุมโค้งของคลองรากฟัน โดยรัศมีโค้งมีอิทธิพลต่อแอมพลิจูดของความเครียดมากกว่ามุมโค้งและรูปร่างหน้าตัดของตะไบ ในขณะที่แอมพลิจูดของความเค้นไม่ได้แปรผันตามพารามิเตอร์ของรูปร่างคลองรากฟันดังเช่นกรณีของความเครียด เนื่องจากความสัมพันธ์ของความเค้นและความเครียดของนิกเกิลไทเทเนียมที่ไม่ได้แปรผันตรงต่อกัน นอกจากนี้ ผลการวิเคราะห์ความเค้นและความเครียดถูกนำไปใช้ประเมินอายุความล้าของตะไบโดยใช้วิธีหาอายุความล้าจากความเค้น และหาอายุความล้าจากความเครียด ซึ่งพบว่าวิธีหาอายุความล้าจากความเครียดมีผลการประเมินอายุความล้าที่สอดคล้องมากกว่าวิธีหาอายุความล้าจากความเค้น

การปรับปรุงค่าความผิดพลาดจากการระบุตำแหน่งของวัตถุบนระนาบ 2 มิติ สำหรับระบบสัญญาณไร้สายที่ใช้เซนเซอร์คลื่นความถี่แถบกว้าง, พรพัฒน์ ชีวสุนทร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในปัจจุบันการระบุตำแหน่งภายในอาคารถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในวงกว้าง ในงานวิจัยนี้นำเสนอถึงการปรับปรุงค่าความผิดพลาดของการระบุตำแหน่งในอาคารด้วยเซนเซอร์ที่ใช้คลื่นความถี่แถบกว้าง เซนเซอร์จะถูกติดตั้งอยู่ประจำจุดต่าง ๆ ในพื้นที่ทดลองและจะส่งสัญญาณไปหาเซนเซอร์ตัวที่ต้องการที่จะระบุตำแหน่งที่เคลื่อนที่ไปรอบ ๆ โดยใช้การสื่อสารแบบสองทางระหว่างเซนเซอร์เพื่อให้ได้ระยะห่างระหว่างเซนเซอร์ ค่าที่วัดได้จากเซนเซอร์นั้นมีค่าความผิดพลาดอยู่ร่วม 1 เมตร เพื่อที่จะลดค่าความผิดพลาดและเพิ่มความแม่นยำในการระบุตำแหน่งจึงได้มีการใช้การวิเคราะห์การถดถอยมาเพื่อหาสมการที่เข้ากับรูปแบบความผิดพลาดที่เกิดขึ้นจากเซนเซอร์ และใช้ตัวกรองคาลมานในการลดค่าความผิดพลาดแบบออนไลน์ ผลลัพธ์ที่ได้นั้นสามารถลดความผิดพลาดลงไปได้เหลือ 5 เซ็นติเมตร

การพัฒนาระบบการตัดสินใจและการวางแผนเส้นทางของรถอัตโนมัติเพื่อหลีกเลี่ยงการชนในสถานการณ์ที่มีคนเดินข้ามถนน, วรดา ขวัญเจริญ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

หากกล่าวถึงอุบัติเหตุบนท้องถนนที่เกิดขึ้นในประเทศไทยในปัจจุบัน ทั้งอุบัติเหตุระหว่างรถยนต์กับรถยนต์ รถยนต์กับรถจักรยานยนต์ และแม้กระทั่งอุบัติเหตุระหว่างคนเดินเท้ากับรถยนต์ซึ่งอุบัติเหตุระหว่างคนเดินเท้าและรถยนต์ส่วนมากจะเกิดในกรณีที่ไม่ใช่ทางม้าลาย และมีความรุนแรงถึงชีวิต ในงานวิจัยนี้จึงเลือกเหตุการณ์นี้มาพิจารณา ซึ่งรถอัตโนมัติได้เข้ามามีบทบาทในการช่วยลดปัญหาของอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นในหลายๆ แง่ ซึ่งรถอัตโนมัติกำลังเป็นที่สนใจของนักพัฒนาและนักวิจัยที่กำลังพัฒนากันอยู่อย่างแพร่หลาย ทั้งพัฒนาด้านการตัดสินใจของรถ ด้านการรับรู้ของรถ โดยในงานวิจัยนี้สนใจในส่วนของการตัดสินใจของรถอัตโนมัติในสถานการณ์การข้ามถนนระหว่างคนกับรถอัตโนมัติที่มีรถจอดบังอยู่ข้างทาง โดยใช้ค่า Time-To-Collision(TTC) และ Time-To-Brake(TTB) เป็นเกณฑ์ที่ช่วยตัดสินใจให้กับรถอัตโนมัติ หากค่า TTB น้อยกว่า TTC รถตัดสินใจที่จะเบรค ถ้าหาก TTB มากกว่า TTC รถตัดสินใจที่จะหักเลี้ยวหลบ โดยการพัฒนานี้จะทำการจำลองเหตุการณ์ใน Simulation และทำการทดลองจริงเพื่อยืนยันค่า Simulation ว่า Algorithm ที่เราคิดสามารถลดจำนวนการเกิดอุบัติเหตุและลดความเสี่ยงที่จะเกิดอุบัติเหตุในเหตุการณ์การข้ามถนนของคนกับรถอัตโนมัติ ที่คำนึงถึงผู้โดยสารที่อยู่บนรถอัตโนมัติด้วยได้จริง

การพัฒนาระบบป้องกันการชนสำหรับยานยนต์อัตโนมัติโดยใช้การตรวจจับวัตถุด้วยกล้อง ร่วมกับการสื่อสารระหว่างยานพาหนะอัตโนมัติและโครงสร้างพื้นฐานผ่านเครือข่ายเซลลูลาร์, วริทธิ์ ดิษยครินทร์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

จากการที่ศูนย์วิจัยยานยนต์อัจฉริยะได้ทำการทดสอบยานยนต์อัตโนมัติพบว่าจำเป็นต้องขับเคลื่อนเข้าสู่ทางร่วมที่ไม่มีสัญญาณเตือนและซึ่งมีสิ่งกีดขวางบริเวณในการใช้งานเซนเซอร์ ซึ่งยานยนต์อัตโนมัติจำเป็นต้องทำการทดสอบร่วมกับยานยนตฺ์คนขับเคลื่อนบนท้องถนน จึงจำเป็นต้องทำการติดตั้งระบบตรวจจับสำหรับลดความเสี่ยงในการเกิดอุบัติเหตุ ในงานวิจัยนี้จัดทำเพื่อพัฒนาระบบ C-V2I สำหรับกระบวนการตรวจจับยานยนต์คนขับที่เคลื่อนที่ภายในทางหลักและส่งตัวแปรเข้าสู่กระบวนการการตัดสินใจของยานยนต์อััติโนมัติเนื่องจากยานยนต์อัตโนมัติที่เคลื่อนที่เข้าสู่ทางโทไม่สามาถตรวจจับและรับรู้ได้ โดยทดลองในบริเวณหน้าคณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ซึ่งเป็นตัวอย่างของทางร่วมที่ไม่มีสัญญาณเตือนและเป็นทางที่ใช้สำหรับกระบวนการทดลองยานยนต์อัตโนมัติเพื่อที่โดยในระบบนี้จะแบ่งออกเป็น 3 ส่วนคือ ระบบการตรวจจับและติดตามวัตถุ ระบบการสื่อสารระหว่างยานยนต์อัตโนมัติและ ระบบการตัดสินใจของยานยนต์อัตโนมัติ ซึ่งการทำงานของระบบสามารถอธิบายอย่างง่ายโดยเมื่อยานยนต์อัตฺโนมัติเคลื่อนที่เข้าสู่บริเวณที่กำหนดไว้จะทำการรับค่าจากระบบตรวจจับซึ่งในงานวิจัยนี้ทำการทดลองโดยใช้กล้อง 2 มิติ ซึ่งระบบตรวจจับและติดตามวัตถุด้วยกล้องโดยในระบบนี้จะทำการส่งตัวแปรที่ได้จากระบบตรวจจับและติดตามวัตถุเข้าสู่กระบวนการประมาณหาค่าตำแหน่งของวัตถุที่เคลื่อนที่บนระนาบของถนนโดยค่าที่ ต่อมาค่าตัวแปรที่ได้จากระบบตรวจจับทจะถูกส่งเข้าสู่ระบบของยานยนต์อัติโนมัติผ่านระบบสื่อสารด้วยผ่านระบบ MQTTเพื่อส่งค่าสู่กระบวนการตัดสินใจของยานยนต์อัตโนมัติ การทดลองพบว่ากล้อง สามารถวัดระยะทางและความเร็ว ของยานยนต์ที่ต้องการตรวจจับได้ด้วยระยะ 30 เมตรและได้ทำการนำค่าตัวแปรมาคำนวนหาค่าระยะปลอดภัยของยานยนต์อัตโนมัติจากระบบจำลอง

การสื่อสารภายนอกระหว่างรถโดยสารรับ-ส่งอัตโนมัติกับคนเดินข้ามถนน ในสถานการณ์การข้ามถนนตรงทางม้าลาย, ณัฐชนน กิจประมงศรี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในสถานการณ์ปกติ การข้ามถนนของคนเดินเท้ามักจะใช้สัญญาณมือหรือการสบตากับผู้ขับขี่เพื่อช่วยให้เข้าใจตรงกันว่าผู้ขับขี่จะหยุดให้คนเดินเท้าข้ามถนน แต่หากในอนาคตเมื่อรถอัตโนมัติมีบทบาทบนท้องถนนมากขึ้น ทำให้การสื่อสารระหว่างคนเดินเท้ากับรถอัตโนมัตินั้นจำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงไป เนื่องจากไม่สามารถใช้การสื่อสารรูปแบบเดิมได้ จึงจำเป็นต้องมีการสื่อสารที่เรียกว่า eHMI (External human machine interfaces) เพื่อเป็นอุปกรณ์ที่ช่วยให้คนเดินเท้าสามารถเข้าใจเจตนารมณ์ของรถอัตโนมัติได้ โดย eHMI มีการพัฒนาอย่างแพร่หลายผ่านการแสดงผลรูปแบบต่างๆ เช่นการใช้สีในการบ่งบอกสถานะของรถอัตโนมัติ การใช้ข้อความในการสื่อสาร แต่ยังคงไม่มีมารตราฐานใดที่ยืนยันว่าควรใช้รูปแบบใดในการสื่อสาร ทำให้ปัจจุบันยังคงต้องการการพัฒนาเพื่อหารูปแบบที่ดีที่สุด ในงานวิจัยนี้พัฒนารูปแบบของ eHMI ที่ช่วยให้คนเดินเท้าเข้าใจเจตนาของรถโดยสารรับ-ส่งอัตโนมัติ ผ่านทาง รูปแบบข้อความ (WALK, CROSS), รูปแบบสัญลักษณ์ (คนเดินข้ามถนน, ลูกศร), รูปแบบสี (สีขาว, สีเขียว) และการผสมรูปแบบ ผ่านการดูวิดีโอทั้งหมด 20 เหตุการณ์(ที่แสดง eHMI 16 เหตุการณ์, ไม่แสดง eHMI 1 เหตุการณ์ และ เหตุการณ์ที่รถไม่หยุด 3 เหตุการณ์) ที่ใช้ CARLA (open-source simulator for autonomous driving research) ในการสร้างวิดีโอ โดยให้ผู้ทดสอบจำลองสถานการณ์ที่กำลังจะข้ามถนนตรงทางม้าลาย และมีรถโดยสารรับ-ส่งอัตโนมัติขับตรงมาพร้อมแสดง eHMI เมื่อผู้ทดสอบเข้าใจเจตนาของรถให้กดปุ่ม และนำค่ามาวิเคราะห์เพื่อนำเสนอผลลัพธ์พบว่าสีเขียวใช้เวลาในการเข้าใจเร็วกว่าสีขาว แต่ไม่มีความแตกต่างกันที่มีความสำคัญทางสถิติ และรูปแบบข้อความ “WALK” ผู้ทดสอบเข้าใจเร็วกว่า “CROSS” ในขณะที่สัญลักษณ์คนเดินข้ามถนนใช้เวลาในการเข้าใจเร็วกว่าลูกศร และการผสมของสัญลักษณ์คนข้ามถนน กับ ข้อความ “WALK” ใช้เวลาในการเข้าใจน้อยที่สุดจากทุกเหตุการณ์

การวัดค่าอิมพิแดนซ์ของเซลล์มะเร็งที่ได้รับยาเคมีบำบัดแบบ 2มิติ และ 3มิติ, วรธัน เจษฎาไกรสร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การวัดอิมพิแดนซ์ถูกนำไปใช้ในงานทางวิศวกรรมชีวภาพและการแพทย์ในหลากหลายรูปแบบ ตัวอย่างเช่น การตรวจสอบการเจริญเติบโตของเซลล์ การรวมตัวของกลุ่มเซลล์ การเคลื่อนตัวของกลุ่มเซลล์ รวมทั้งการตอบสนองต่อการรักษาโรคของกลุ่มเซลล์ต่างๆ ข้อดีของวิธีการวัดสัญญาณไฟฟ้าเมื่อเปรียบเทียบกับเทคนิคทางชีววิทยาคือ วิธีการไม่ซับซ้อน ใช้เวลาน้อย และความสามารถในการวัดการเปลี่ยนแปลงได้อย่างต่อเนื่อง ซึ่งแตกต่างจากวิธีการวัดแบบเดิม เช่น การย้อมสีเซลล์ทำให้เกิดความเสียหายหรือทำลายตัวอย่างเซลล์ในการทดลอง งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างระบบการวัด ไมโครอิเล็กโทรด และกระบวนการทำงาน สำหรับวัดค่าอิมพิแดนซ์ของเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่ของมนุษย์ชนิด HT-29 ในรูปทรงสองมิติและสามมิติ ระบบที่ใช้ประกอบด้วยจานเพาะเลี้ยงชนิดก้นหลุมแบนและครึ่งทรงกลม ชุดจับไมโครอิเล็กโทรด และเครื่องวัดสัญญาณอิมพิแดนซ์ ในตอนเริ่มต้น เซลล์มะเร็งจำนวน 5000 เซลล์ในของเหลวปริมาตร 200 ไมโครลิตรถูกบรรจุในหลุมเพาะเลี้ยง และปล่อยให้เซลล์รวมตัวเป็นก้อนสามมิติเป็นเวลา 72 ชั่วโมง ไมโครอิเล็กโทรดที่ใช้วัดสัญญาณมีขนาด 200 ไมโครเมตร ถูกใส่เข้าไปในท่อซิลิโคนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 มิลลิเมตร ยาว 20 มิลลิเมตร โดยอิเล็กโทรดมีระยะห่างกัน 2.5 มิลลิเมตร ในการทดลองจะทำการบันทึกค่าอิมแดนซ์และบันทึกภาพการเปลี่ยนแปลงของก้อนเซลล์ทุก 24 ชั่วโมง เปรียบเทียบกับเซลล์มะเร็งที่ได้รับการกระตุ้นด้วยยาที่มีความเข้มข้น 2.5 ,5 ,10 ไมโครโมลาร์ ตามลำดับ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเซลล์ทดลองในแต่ละวันมีค่าอิมพิแดนซ์ที่ต่างกัน และเซลล์ที่ไม่ได้รับยามีค่าอิมพิแดนซืที่ต่างจากเซลล์ที่ได้รับยา โดยสัญญาณอิมพิแดนซ์ของเซลล์มะเร็งแบบสองมิติและสามมิติจะถูกนำมาเปรียบเทียบกันเพื่อบอกความแตกต่างของอิมพิแดนซ์จากการเรียงตัวของเซลล์

การพัฒนาส่วนต่อประสานกับผู้ใช้งานโปรแกรมระเบียบวิธีการนับพลาคของไวรัสอัตโนมัติ และ ปรับปรุงความแม่นยำให้กับระบบ, ศุภณัฐ เปล่งขำ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

กระบวนการนับพลาคของไวรัส หรือ Plaque Assays นั้นเป็นกระบวนการเฉพาะทางที่ต้องใช้ผู้เชียวชาญทางไวรัสวิทยาในการตรวจวัด และเป็นพื้นฐานของการศึกษาพัฒนายารักษาโรคและวัคซีน ซึ่งจำเป็นงานที่ท้าทายซับซ้อน และใช้เวลา ส่งผลให้เกิดความเหนื่อยล้าต่อผู้เชียวชาญด้วยวิธีการนับหาปริมาณคลาสเตอร์ของไวรัสทางกายภาพ ดังนั้นเพื่อลดภาระงาน งานวิจัยนี้จึงศึกษาและพัฒนา โปรแกรมการนับพลาคอัตโนมัติ โดยได้ทำการสร้าง พัฒนา ปรับปรุง และ เพิ่มความเสรียรภาพ ให้กับระบบถ่ายภาพ โปรแกรม และ สร้างส่วนต่อประสานโปรแกรมการนับพลาคของไวรัสกับผู้ใช้งาน หรือ GUI ( Graphic User Interface) สำหรับแสดงผลและใช้งานโปรแกรม ซึ่งตัวโปรแกรมการนับพลาคของไวรัสได้ทำการพัฒนาอัลกอริทึม ด้วยกระบวนวิเคราะห์ภาพ หรือ Image processing เช่น เทรชโชว์ (Threshold) มอร์โฟโลว์จี (Morphology) และ กระบวนการแมชชีนเลอร์นนิ่งชนิดอันซุปเปอร์ไวส์ ( Unsupervised Learning) ชนิด เค-มีน คลาสเตอร์ริ่ง ( K-mean clustering) ในส่วนของส่วนต่อประสานผู้ใช้งานได้ทำการพัฒนาโดย C# และมากไปกว่านั้นได้ทำการสร้างอุปกรณ์ลดสิ่งรบกวนกับเครื่องถ่ายภาพอีกด้วย โดยผลลัพธ์จากโปรแกรมการนับพลาคของไวรัสอัตโนมัตินั้นสามารถ นับพลาคของไวรัสในกระบวนการนับพลาคของไวรัสได้มีความถูกต้องถึง 94% อีกทั้ง สามารถลดภาระงานผู้เชียวชาญในการตรวจหาปริมาณคลาสเตอร์ของไวรัสในกระบวนการนับพลาคของไวรัสได้

Simulation And Prototyping Of A Knee Assistive Device For Improved Gait Function, Khemwutta Pornpipatsakul

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This study aimed to develop a knee-assistive device while walking. The research was separated into two sections: the gait support simulation in MATLAB and the prototype of the device. Data on body part positions and ground reaction force were collected from three adult Thai participants walking at a speed of 1.5 m/s to calculate knee moment. The simulation section provides support moments during walking using machine learning and artificial stiffness control strategy (MLASCS), composed of the kNN model and the instantaneous artificial stiffness per body mass (IASPB) equations. The MLASCS was used to determine the proper amount of support moment …

Assessing Mechanical Performance Of Dissimilar Steel Systems Made Via Wire-Arc Additive Manufacturing, Obed Daniel Acevedo

Masters Theses

Hot stamping is part of a specific type of metalworking procedure widely used in the automotive industry. This research seeks to help make hot stamp tooling component production more cost-effective by using large-scale additive manufacturing. Additive manufacturing can produce dissimilar steel components that can be more cost-effective and time-efficient and allow for complex geometries to be made. A dissimilar steel system consisting of 410 martensitic stainless steel and AWS ER70S-6 mild steel is proposed to make hot stamps, making them more cost-efficient. However, the material interface's mechanical behavior in 410SS-mild steel additively manufactured material systems is not well understood. This …

Development Of Novel Battery Materials For Lithium-Ion Batteries And Beyond, Jiyu Cai

Graduate Theses and Dissertations

As fossil fuels are depleting and causing environmental issues, it becomes imperative to widely implement renewable energies (e.g., solar and wind power). In this context, electrical energy storage (EES) systems are essential to accommodate the intermittent supply and uneven distribution of renewable energies. To this end, high-energy-density EES devices are highly demanded, such as rechargeable batteries. This dissertation presents my efforts in developing novel battery materials for lithium-ion batteries (LIBs), sodium-ion batteries (SIBs), and solidstate lithium batteries (SSLBs). These efforts include electrochemical evaluations of battery materials, surface modifications of electrodes via atomic layer deposition (ALD), and advanced characterizations of batteries …

Phase-Field Modeling Of The Polymer Membrane Formation Process For Micro- And Ultra-Filtration, Michael Rosario Cervellere

Graduate Theses and Dissertations

Porous polymer membrane filters are widely used in separation and filtration process. Micro- and ultra-filtration membranes are commonly used in biopharmaceutical applications such as filtering viruses and separating proteins from a carrier solution. The formation of these membrane filters via phase inversion is a complex and interconnected process where varying casting conditions can have a wide variety of effects on the final membrane morphol- ogy. Tailoring membrane filters for specific performance characteristics is a tedious and time consuming process. The time and length scales of membrane formation make it extremely difficult to experimentally observe membrane formation. Modeling the membrane formation …

Influence Of Extracellular Matrix Stiffness And Topography On Neuronal Cell Behavior And Neurite Outgrowth, Mohan Yasodharababu

Graduate Theses and Dissertations

The focus of regeneration therapy for traumatic brain injuries and Alzheimer's disease is on the promotion and growth of neuronal cells. In vitro research attempts to improve this by modifying the stiffness and topography of the extracellular matrix (ECM). However, the limitations of in vitro experiments make it difficult to control the individual factors influencing neuronal cell growth. A computational model can be used to decouple individual factors and study them individually to gain a better understanding of the mechanics between the neuronal cell and ECM, which will aid in the design of in vitro experimental studies.

This study develops …

Material Property Heterogeneity In Dimensional Lumber And Its Relationship To Mass Timber Performance, Fiona O'Donnell

Doctoral Dissertations

According to the Environmental Protection Agency, buildings account for 38% of the United States' carbon dioxide emissions, providing architects and structural engineers a unique opportunity to mitigate a significant factor driving climate change by implementing innovative and sustainable technology in infrastructure design. Wood and mass timber products are becoming an increasingly popular alternative building material due to their economic and environmental benefits. The natural growth of wood leads to highly heterogeneous material properties. Defects such as checks, knots, and localized slope of grain contribute to some of this variation; however, wood properties vary significantly even in clear wood. Using mass …

Fluid-Structure Interaction Of Nrel 5-Mw Wind Turbine, Mohamed Sayed Elkady Abd-Elhay

Theses and Dissertations

Wind energy is considered one of the major sources of renewable energy. Nowadays, wind turbine blades could exceed 100 m to maximize the generated power and minimize produced energy cost. Due to the enormous size of the wind turbines, the blades are subjected to failure by aerodynamics loads or instability issues. Also, the gravitational and centrifugal loads affect the wind turbine design because of the huge mass of the blades. Accordingly, wind turbine simulation became efficient in blade design to reduce the cost of its manufacturing. The fluid-structure interaction (FSI) is considered an effective way to study the turbine's behavior …

Process-Structure-Property Relationships In 3d-Printed Epoxy Composites Produced Via Material Extrusion Additive Manufacturing, Nadim S. Hmeidat

Doctoral Dissertations

Extrusion-based additive manufacturing (AM) technologies, such as direct ink writing (DIW), offer unique opportunities to create composite materials and novel multi-material architectures that are not feasible using other AM technologies. DIW is a novel 3D-printing approach in which viscoelastic inks, with favorable rheological properties, are extruded through fine nozzles and patterned in a filament form at room temperature.

Recent developments in DIW of polymer composites have led to expanding the range of materials used for printing, as well as introducing novel deposition strategies to control filler orientation and create improved functional/structural composite materials. Despite these substantial advancements, the successful and …

A Single-Stage Passive Vibration Isolation System For Scanning Tunneling Microscopy, Toan T. Le

Master's Theses

Scanning Tunneling Microscopy (STM) uses quantum tunneling effect to study the surfaces of materials on an atomic scale. Since the probe of the microscope is on the order of nanometers away from the surface, the device is prone to noises due to vibrations from the surroundings. To minimize the random noises and floor vibrations, passive vibration isolation is a commonly used technique due to its low cost and simpler design compared to active vibration isolation, especially when the entire vibration isolation system (VIS) stays inside an Ultra High Vacuum (UHV) environment. This research aims to analyze and build a single-stage …

Diseño De Un Aplicativo Para El Proceso De Selección De Resortes En Dos Referencias De Puertas Automáticas, Leidy Tatiana Toro Bermúdez, Francy Stefanía Cruz Guevara

Ingeniería Industrial

En este proyecto se desarrolla un aplicativo de selección de resortes para el proceso de instalación de dos referencias de puerta levadiza y basculante, para la empresa del sector metalmecánico Tecnipuertas LET, analizando la relación entre las características de la puerta: alto, ancho, peso, calibre, material y el efecto de las anteriores en los parámetros del resorte: número de vueltas, longitud, diámetro interno, externo y diámetro del alambre.

El desarrollo se llevó a cabo en tres fases en la primera se realizó el análisis del proceso de fabricación e instalación y la caracterización de los materiales; realizada mediante estudios metalográfico …