Engineering Commons^™

Temperature Analysis Of A Square Lid-Driven Cavity With Particle Suspensions, Justin Kortge

Graduate Research Theses & Dissertations

Computational fluid dynamics (CFD) and discrete element method (DEM) are powerful tools for simulating systems that contain fluids and particles. Studies of particle fluid systems greatly vary in their applications and complexity, and yet there is a scarcity of studies focused on the thermal characteristics of the fluid. A computational analysis is conducted on two-dimensional flow in a square thermal lid-driven cavity to assess the effect of particle suspensions on the thermal characteristics of the cavity. Most studies analyzing the effect of suspensions in a thermal lid-driven cavity treat the medium as a single homogeneous nanofluid. Those that do treat …

Study Protocol To Analyze The Effects Of Posture And Exoskeleton On Human Exposure To Hand-Transmitted Vibration, Parisa Torkinejad Ziarati

Graduate Research Theses & Dissertations

Exposure to power hand tool-generated vibrations may lead to several health disorders collectively known as hand-arm vibration (HAV) syndromes. Power hand tools are often used in overhead postures in the manufacturing and construction industries. However, HAV risks are examined in the front-of-body posture in the existing safety standards and guidelines. Therefore, it is important to understand the effects of overhead working posture on vibration transmissibility (VT) in the upper extremities (UEs) and the spine. Secondly, there is a rising trend of using occupational exoskeletons (Exos) in the manufacturing and construction industries, especially involving overhead work with power hand tools. However, …

An Analysis Of Thermal Comfort Perception In Cal Poly's Math & Science Building, Pouria Ali Fariborzi

Master's Theses

Since Americans, on average, spend approximately 90% of their time indoors according to the EPA, it is crucial to provide room occupants with the best, most comfortable, and healthiest possible environment, which is known as Indoor Environmental Quality (IEQ). This thesis aims to identify how we can provide comfortable learning environments to improve student success. To determine the best possible environment for occupants, a model of the Math & Science Building was developed, validated, and modified using DesignBuilder. In addition, we compared thermal comfort surveys to actual measured conditions for some classrooms. Analysis indicates that students prefer a cooler thermal …

High Energy And Power Density Peptidoglycan Musclesthrough Super-Viscous Nanoconfined Water, Haozhen Wang, Zhi-Lun Liu, Jianpei Lao, Sheng Zhang, Rinat Abzalimov, Tong Wang, Xi Chen

Advanced Science Research Center

Water-responsive (WR) materials that reversibly deform in response to humidity changes show great potential for developing muscle-like actuators for miniature and biomimetic robotics. Here, it is presented that Bacillus (B.) subtilis’ peptidoglycan (PG) exhibits WR actuation energy and power densities reaching 72.6 MJ m−3 and 9.1 MW m−3, respectively, orders of magnitude higher than those of frequently used actuators, such as piezoelectric actuators and dielectric elastomers. PG can deform as much as 27.2% within 110 ms, and its actuation pressure reaches ≈354.6 MPa. Surprisingly, PG exhibits an energy conversion efficiency of ≈66.8%, which can be attributed to its super-viscous nanoconfined …

Plasma Spheroidization Of Gas-Atomized 304l Stainless Steel Powder For Laser Powder Bed Fusion Process, M. Hossein Sehhat, Austin T. Sutton, Chia-Hung Hung, Ben Brown, Ronald J. O'Malley, Jonghyun Park, Ming-Chuan Leu

PSMRC Faculty Research

Particles of AISI 304L stainless steel powder were spheroidized by the induction plasma spheroidization process (TekSphero-15 spheroidization system) to assess the effects of the spheroidization process on powder and part properties. The morphology of both as-received and spheroidized powders was characterized by measuring particle size and shape distribution. The chemistry of powders was studied using inductively coupled plasma optical emission spectroscopy for evaluation of composing elements, and the powder’s microstructure was assessed by X-ray diffraction for phase identification and by electron backscattered diffraction patterns for crystallography characterization. The Revolution Powder Analyzer was used to quantify powder flowability. The mechanical properties …

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

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

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

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

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

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

ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงอัตราการระบายอากาศตาม ข้อมูลความหนาแน่นของบุคคลในอาคารสำนักงานเพื่อ ป้องกันการแพร่กระจายเชื้อโรคโควิด-19, พิชชาพร ประพิณศรี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การแพร่กระจายเชื้อทางอากาศผ่านระบบทางเดินหายใจเป็นสิ่งที่มนุษย์เผชิญมาตั้งแต่อดีต การควบคุมสภาพแวดล้อมสามารถลดปริมาณเชื้อโรค และความเสี่ยงในการติดเชื้อของผู้ใช้งานพื้นที่ได้ ผู้วิจัยจึงได้พัฒนาแบบจำลองค่าความเสี่ยงในการติดเชื้อร่วมกับดัชนีชี้วัดระยะห่างทางสังคม และประสิทธิภาพอุปกรณ์ป้องกันซึ่งแบบจำลองมีความคลาดเคลื่อนเฉลี่ยเพียง 10.78 เปอร์เซ็นต์จากตัวอย่างสถานการณ์จริงทั้งหมด 11 สถานการณ์ แบบจำลองใช้เป็นเครื่องมือในการวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นคนกับอัตราการระบายอากาศในพื้นที่ได้ เพื่อใช้กำหนดมาตรการป้องกันโรคติดต่อ เช่น การกำหนดความหนาแน่นคนในพื้นที่ การกำหนดระยะเวลาเข้าใช้ และการสวมใส่หน้ากากอนามัย ในงานวิจัยนี้วิเคราะห์จำนวนคนที่เหมาะสมในแต่ละพื้นที่เมื่อมีการระบายอากาศที่จำกัด กำหนดให้เป็นไปตามมาตรฐานของ ASHRAE 62.1 และวิเคราะห์หาอัตราการระบายอากาศที่เหมาะสมกับจำนวนคนที่เข้าออกโดยพื้นที่มีการรักษาค่าความเสี่ยงในการติดเชื้อที่ยอมรับได้ พื้นที่ตัวอย่าง คือ พื้นที่สำนักงาน ร้านอาหาร และบาร์ ผลการวิจัยพบว่า เมื่อกำหนดระยะเวลาที่อยู่ในพื้นที่เป็นเวลา 1 – 3 ชั่วโมงและค่าความเสี่ยงในการติดเชื้อไม่เกิน 0.01 – 0.05 ในที่ที่มีการระบายอากาศจำกัด การใส่หน้ากากอนามัยจะรับความหนาแน่นได้สูงกว่าการไม่ใส่หน้ากากอนามัย โดยเพิ่มขึ้นได้ 51.52 – 800.00 เปอร์เซ็นต์เมื่อพิจารณาค่าความเสี่ยงในการติดเชื้อที่ยอมรับได้มีค่าไม่เกิน 0.02 หากยอมรับค่าที่มากขึ้นได้จะทำให้พื้นที่สามารถรับคนได้มากขึ้น ในขณะที่การปรับอัตราการระบายอากาศตามจำนวนคนที่เข้าออกพื้นที่เพื่อรักษาค่าความเสี่ยงในการติดเชื้อให้ไม่เกิน 0.02 ในช่วงเวลาที่อยู่ในพื้นที่ 3 ชั่วโมง การใส่หน้ากากอนามัยจะทำให้สามารถลดอัตราการระบายอากาศลง แต่ยังคงมีค่าสูงกว่าค่าการระบายอากาศมาตรฐาน จึงกล่าวได้ว่า การระบายอากาศตามมาตรฐานมีค่าไม่เพียงพอในการรักษาค่าความเสี่ยงในการติดเชื้อให้ไม่เกิน 0.02 ในช่วงเวลาที่อยู่ในพื้นที่ 3 ชั่วโมง การปรับค่าดังกล่าวส่งผลให้ค่าพลังงานและค่าไฟฟ้าสูง ซึ่งในกรณีไม่ใส่หน้ากากอนามัย และใส่หน้ากากอนามัยสูงกว่าถึง 1,351 – 1,802 และ 169 – 269 เปอร์เซ็นต์ตามลำดับ

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 …

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 …

Modeling Of Patient-Specific Periaortic Mechanics And Pulmonary Artery Hemodynamics Based On Phase-Contrast Magnetic Resonance Imaging Sequences., Johane H. Bracamonte

Theses and Dissertations

Inverse modeling in cardiovascular medicine is a collection of methodologies that can provide non-invasive patient-specific estimations of clinical risk factors using medical imaging as inputs. Its incorporation into clinical practice has the potential to improve diagnosis and treatment planning with low associated risks and costs.

Herein, three different phase contrast magnetic resonance imaging (MRI) modalities were implemented as input data, displacement encoding with stimulated echoes (DENSE MRI) applied, and time-resolved velocity encoding phase-contrast MRI, in 1D and 3D, applied to pulmonary artery (PA) hemodynamics.

A model to account for the effect of periaortic interactions due to static and dynamic structures …

Branched Chain Amino Acid Strain State Monitoring With Raman Spectroscopy And Plasmonic Bowtie Nanoantenna Devices For Early Disease Detection, Caroline A. Campbell

Theses and Dissertations

This work centers on the development and the down-selection of nano-manufactured devices to be used in conjunction with Raman spectroscopy for probing a branched chain amino acid. The nano-manufactured devices integrate plasmonic nanoantennas for the purpose of amplifying molecular fingerprints, which are otherwise difficult to detect, through Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS). Plasmonic nanostructures can be utilized for a variety of biomedical and biochemical applications to detect the characteristic fingerprint provided by Raman Spectroscopy. The nano-manufactured devices create an electric field that amplifies minute perturbations and raises the signal above background noise. This may provide a deeper understanding of signal …

Development And Optimization Of A Low Volume Air-Jet Dry Powder Inhaler (Dpi) Platform For The Delivery Of High Dose Aerosolized Powder To Infants, Connor Howe

Theses and Dissertations

The goal of this research project was to develop an infant air-jet dry powder inhaler (DPI) platform for high-efficiency nose-to-lung (N2L) aerosol administration to infants through optimization of individual system components followed by expansion of the system to higher doses and different formulations using a new approach. Primary challenges associated with aerosol delivery to infants using the N2L route include the extremely narrow extrathoracic airways, short inspiratory times (~0.2 sec), low safe airway pressure (H₂O), and very low volumes of air (~10 mL) available to form the aerosol. The infant air-jet DPI system was comprised of three main …

A Non-Reacting Passive Scalar Comparison Of Starccm And Openfoam In A Supersonic Cavity Flame Holder, Thomas Nuese

Electronic Theses and Dissertations

The scramjet engine equipped with a modern-day airliner would allow for very quick travel across the United States. The major problem is that designing such an engine and testing it to make sure it is safe would cost millions if not billions of dollars. Computational fluid dynamics allows for complex designs to be tested but can still take many days, weeks, or even months to complete. With the use of computational fluid dynamics (CFD), the scramjet engine can be analyzed to determine a quicker way to test and develop a reliable configuration in addition to analyzing the effects of different …

Development Of Oxide Dispersion Strengthening (Ods) Alloys Powder For Additive Manufacturing, Changyu Ma

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Additive manufacturing (AM) fabricated oxide dispersion strengthened (ODS) alloys are given high expectations for critical structural components such as the first stage turbine blade for their excellent creep strength and oxidation resistance compared to superalloys. However, the powder feedstock processing is still an open question since current state-of-the-art processes are not capable of achieving ultrafine strengthening elements such as Y₂O₃ in powder which leads to agglomeration issues in as-consolidated alloys. In this research, the oxidation behavior and stability of ultrafine oxide in AM-printed alloys using mechanically alloyed powders were evaluated at 1100 ^oC. In addition, a …

Development And Testing Of A Biochar Combustor For A Stirling Engine, Kyle Bryant Vickery

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Nonrenewable resources persist as a necessity for perpetuating the current technology and standards of living maintained throughout the world. Biochar is an alternative and renewable fuel source that constitutes the potential to provide energy comparable to coal. Designing and fabricating components that can efficiently harness biochar’s energy to power machinery would demonstrate a successful renewable energy source. The scope of this research is to explain the feasible design, fabrication, and results of technology involving the burning of biochar and transference of hot combustion products for the purpose of powering a Stirling Engine. This design consists of a solid fuel burner, …

Post-Processing Precise Point Positioning Solutions With Parameter Optimization, Maria A. Gonzalez Castaneda

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Precise Point Positioning (PPP) technique can offer position solutions with centimeter-level accuracy by fusing precise satellite orbits and clocks with un-differenced, dual-frequency, pseudo-range, and carrier-phase observables. PPP presents a compelling alternative to Differential Global Positioning Systems, with the benefit that it only requires a single receiver and does not require simultaneous observations from many stations, making it appealing for ongoing research on hydro-graphic survey applications. The National Oceanic and Atmospheric Administration has been working on a buoy system tracked with a Global Positioning Systems receiver and Inertial Measurement Unit sensor using the PPP technique. In the interest of obtaining accurate …

Top-Down & Bottom-Up Approaches To Robot Design, Dylan Michael Covell

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

This thesis presents a study of different engineering design methodologies and demonstrates their effectiveness and limitations in actual robot designs. Some of these methods were blended together with focus on providing an easily interpreted project design flow while implementing more bottom-up, or feedback, elements into the design methodology. Typically design methods are learned through experience, and design taught in academia aims to shape and formalize previous experience. Usually, inexperienced engineers are taught approaches resembling the Verein Deutscher Ingenieure (VDI) 2221 process. This method presented by the Association of German Engineers in 2006 is regarded as the general system design process. …

Development Of Machine Learning Algorithm To Identify High-Emitters From On-Road Data For Heavy-Duty (Hd) Vehicles, Filiz Kazan

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

The process of on-road, heavy-duty engine family certification is regulated by the United States Environmental Protection Agency (US EPA). Currently, the US EPA 2010 emissions standards require the threshold from the Federal Testing Procedure (FTP) engine dynamometer cycle to be at or below a brake-specific NO_x (bs-NO_x) value of 0.20 g/bhp-hr for heavy-duty (HD) engines. The engine manufacturers are also required to conduct in-use portable emission measurement system (PEMS) testing to prove their products' compliance. The selected vehicles are required to satisfy not-to-exceed (NTE) analysis under normal driving conditions in the heavy-duty in-use testing (HDIUT) program. California …

Precise Landing Of Vtol Uavs Using A Tether, Jeremy W. Rathjen

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), also known as drones, are often considered the solution to complex robotics problems. The significant freedom to explore an environment is a major reason why UAVs are a popular choice for automated solutions. UAVs, however, have a very limited flight time due to the low capacity and weight ratio of current batteries. One way to extend the vehicles' flight time is to use a tether to provide power from external batteries, generators on the ground, or another vehicle. Attaching a tether to a vehicle may constrain its navigation but it may also create some opportunities for …

Comparison Of Maintenance Cost Of Medium And Heavy-Duty Alternative Fuel And Diesel Vehicles, Isaac C. Boyce

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Abstract

Comparison of Maintenance Cost of Medium and Heavy-Duty Alternative Fuel and Diesel Vehicles

Isaac Boyce

This study was conducted to provide an in-depth analysis of the differences in maintenance cost with the use of alternative fuel and diesel in medium (MD) and heavy-duty (HD) vehicles. With the push toward lower emissions from transportation vehicles for a cleaner future, the United States of America (US) has incentivized the conversion from the use of conventional fossil fuel, diesel, to lower carbon alternatives. With the increased potential for the use of alternative fuels, an investigation is warranted to understand the differences. This …

Determining Thermal Properties Via Parameter Estimation Of A One-Dimensional, Analytical Model, Lauren B. Tomanek

Doctoral Dissertations

“In thermal applications, thermal conductivity is used to predict how well a material conducts heat. The accuracy of the magnitude of the thermal conductivity becomes increasingly essential to optimize part geometry. Thermal conductivity can vary significantly from the nominal value due to post-processing. The ASTM standards available to measure thermal conductivity are challenging to reproduce because of the insulated and prescribed temperature boundary conditions that are needed. The research introduces two new methods for estimating thermal conductivity that deliver the same accuracy as the existing ASTM standards and are easier to implement. The methods account for losses in the heating …