Mechanical Engineering Commons^™

Design And Implementation Of A Vision-Based Deep-Learning Protocol For Kinematic Feature Extraction With Application To Stroke Rehabilitation, Juan Diego Luna Inga

Master's Theses

Stroke is a leading cause of long-term disability, affecting thousands of individuals annually and significantly impairing their mobility, independence, and quality of life. Traditional methods for assessing motor impairments are often costly and invasive, creating substantial barriers to effective rehabilitation. This thesis explores the use of DeepLabCut (DLC), a deep-learning-based pose estimation tool, to extract clinically meaningful kinematic features from video data of stroke survivors with upper-extremity (UE) impairments.

To conduct this investigation, a specialized protocol was developed to tailor DLC for analyzing movements characteristic of UE impairments in stroke survivors. This protocol was validated through comparative analysis using peak …

Liftwalker, Kai A. De La Cruz, Lexie Caterine, Adam Monroe, Jame Whealan

Mechanical Engineering

The LiftWalker’s purpose is to lift users with degenerative diseases from a seated to standing position and support them as they practice the motion of walking as a form of physical therapy. The current LiftWalker is upward of $5,000 so we redesigned the LiftWalker to be more accessible around the world. This meant using affordable and accessible materials and manufacturing processes. To achieve this, we made our design mostly out of bike parts and off-the-shelf components. When it came to the lift system, we found that to maintain a safe and comfortable design it was best to purchase a trailer …

Enhancing Miter Saw Safety: Challenges And Prospects Of Brake Incorporation With An Automatic Blade Retraction System, Derek Cole

University Honors Theses

Miter saws pose significant safety risks with thousands of injuries reported annually. Despite this risk, they are still used every day as they are a necessity for thousands of workers in the United States and globally. This leaves a demand to make these machines safer to mitigate any potential harm. This research addresses the critical need for an automatic safety system for miter saws, aiming to enhance user safety by retracting and stopping the blade upon skin contact. This analysis identified the primary challenge: The large force generated when braking at high speed on a miter saw blade, translates the …

Novel Vector Assignment Approach For Inherent Strain Modeling Of Laser Powder Bed Fusion Manufacturing, Lucas M. Morand

All Dissertations

The expansion of the design space due to additive manufacturing (AM) has been a large motivator for the success of this family of processes. Despite the complexity of the physics in metal laser powder bed fusion AM causing significant stresses and strains in finished parts, the design advantages and subsequent performance improvements continue to drive the expansion of AM. Because the trial-and-error approach to AM part development is cost prohibitive, simulation of prints has become crucial. However, full thermo-mechanical simulation is susceptible to the same pitfall of time and computational cost in order to attain part-scale results. The development of …

Numerical Simulation Of Laser Induced Elastic Waves In Response To Short And Ultrashort Laser Pulses., Alireza Zarei

All Dissertations

In an era of intensified market competition, the demand for cost-effective, high-quality, high-performance, and reliable products continues to rise. Meeting this demand necessitates the mass production of premium products through the integration of cutting-edge technologies and advanced materials while ensuring their integrity and safety. In this context, Nondestructive Testing (NDT) techniques emerge as indispensable tools for guaranteeing the integrity, reliability, and safety of products across diverse industries.

Various NDT techniques, including ultrasonic testing, computed tomography, thermography, and acoustic emissions, have long served as cornerstones for inspecting materials and structures. Among these, ultrasonic testing stands out as the most prevalent method, …

Design And Fabrication Of A Carbon Fiber Wheel For The Husker Motorsports Club, Benjamin Bashtovoi, Jordan Chapin, Michael Pineda, Caden Lind, Thomas Crum

Honors Program: Senior Projects (Public)

Every year, the Husker Motorsports team participates in a Formula SAE competition that challenges students to design and manufacture a Formula-style vehicle to compete against colleges from around the world. The Husker Motorsports club has sponsored this senior capstone project to improve the vehicle’s performance by reducing unsprung mass. Unsprung mass reduction has numerous benefits on vehicle dynamics, including improved acceleration, handling, and braking. To achieve these performance improvements, the team developed carbon-fiber composite wheels that weigh less than the current wheel solution and provide better rigidity. The team designed and modeled the wheel according to the 2023-2024 competition car …

Modeling Vibration Stiffness: An Analytical Extension Of Hertzian Theory For Angular Contact Bearings With A Thin Viscoelastic Coating, Davis R. Burton

Honors Theses

This thesis considers the novel angular contact rolling-element bearings proposed by NASA’s Glenn Research Center, which are coated with a thin solid lubricant that exhibits viscoelastic behavior. Current analytical models for the dynamic stiffness matrix of angular contact bearings, critical for vibration analysis, lack the ability to model the effects of a solid coating, as well as the time dependencies inherent in viscoelastic theory. The author first presents an overview of the stiffness matrix derivation, followed by a treatment of the underlying Hertzian contact theory. An analytical extension of this theory is proposed which accounts for a thin elastic layer …

Improved Ballistic Impact Resistance Of Nanofibrillar Cellulose Films With Discontinuous Fibrous Bouligand Architecture, Colby Caviness

All Theses

Natural protective materials offer unparalleled solutions for impact-resistant material designs that are simultaneously lightweight, strong, and tough. Particularly, the dactyl club of mantis shrimp features chitin nanofibrils organized in a Bouligand structure, which has been shown to effectively dissipate high-impact energy during powerful strikes. The mollusk shells also achieve excellent mechanical strength, toughness, and impact resistance with a staggered, layer-by-layer structure. Previous studies have shown that hybrid designs, by combining different bioinspired microstructures, can lead to enhanced mechanical strength and energy dissipation capabilities. Nevertheless, it remains unknown whether combining Bouligand and staggered structures in nanofibrillar cellulose (NFC) films, forming a …

Novel Designs Of Soft Tactile Sensor And Robot Finger Manipulator Based On Optical Fibers., Seokyoung Han

Electronic Theses and Dissertations

Robotic manipulation is one of the main types of automated labor that humans want to achieve in order to free ourselves from mundane and hazardous tasks. The range of realizations could be very broad, from massive industrial robots to highly advanced medical devices for human healthcare. Given the critical nature of these application spaces, they require robust, safe, and most of all versatile designs. In that direction, one of the most interesting topics is the anthropomorphic robotic manipulator. Since it is inspired by human hands’ function and structure, it is able to achieve the aforementioned system requirements. However, the perfect …

A Manufacturing-To-Response Pathway For Manufacturing Optimization Of Carbon Fiber Reinforced Polymer Composite Structures, Madhura Limaye

All Dissertations

Over the past decade, there has been an increased adoption of thermoplastic and thermoset based continuous carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites for structural applications in several industries. Among the different manufacturing methods, thermoforming process for thermoplastic based continuous CFRP’s offer a major advantage in reducing cycle times for large scale productions. Similarly, out-of-autoclave curing process for thermoset based continuous CFRP’s using heated tooling enables production of large composite structures. However, these manufacturing processes can have a significant impact on the structural performance of parts by inducing undesirable effects. These effects include inhomogeneous fiber orientations, thickness variations, and residual stresses …

Dynamic Impact Testing And Numerical Analysis Of Non-Proprietary Astm F2656-20 M50 Anti-Ram Barrier Components, Weston Kelley

Department of Mechanical and Materials Engineering: Dissertations, Theses, and Student Research

In a post-9/11 world, hostile actors are using vehicles as weapons to inflict civilian casualties. Pedestrians, vulnerable road users, military personnel, and police may be targeted using a vehicle as a weapon. The United States Department of Defense (DoD) also utilizes Entry Control Facilities (ECFs) which are carefully designed transportation corridors to manage how threat vehicles are able to access military facilities. In 2004, DoD started to upgrade all ECFs using both passive and active barriers. Many anti-ram vehicle barriers were evaluated according to the criteria established in ASTM F2656, but to date few options are available which are (1) …

E-Bike Improvements, Reuben M. Eye, Cole Huddleston, Jeffery Scott, Cade Lewis, Ethan Ridenour

ATU Scholars Symposium

No abstract provided.

Research In Robotics: Vex Robotics, Dylan Wagner, Darec Wagner, Lyric Yost, Alexander Redinger, Yue Fan, Mark Hamrick, Mufeng Shen, Lawrence Yan

SACAD: Scholarly Activities

Throughout the past year our group has been working toward the construction of a robot. Our goal with this robot was to compete in the competition laid out by VEX robotics. Our robot would be built using the VEX robotics pieces as well as some custom-made parts. We utilized the engineering design process to ensure that we were working as efficiently as possible, whilst also working towards making the greatest bot. The first semester had us split into two teams, with both going to Pittsburgh KS to compete against other universities from across the state. After this competition, we combined …

Thermo-Elasto-Plastic Stability Of Biaxially Loaded Hollow Rectangular Section Steel Beam-Columns With Applied Torsion, George Adomako Kumi

Civil & Environmental Engineering Theses & Dissertations

Presented herein is an experimental and theoretical study of biaxially loaded hollow rectangular section steel beam-columns with applied torsion at elevated temperatures. The theoretical analysis is based on a system of simultaneous materially nonlinear differential equations of equilibrium for which an iterative semi-analytic solution approach is formulated. Although the primary goal of this research is to study the influence of elevated temperatures on the steel member with the complex loading, rigorous analysis is also conducted of the member at ambient temperature for comparison. The experimental part of the study involves conducting tests on the members at both ambient and high …

Casar Public Lecture: "Women & Stem Education In Egypt & The Us: Stepping Into A Man's World Of Science & Technology", The Prince Alwaleed Center For American Studies And Research Casar, Yasmeen El Ghazaly, Mark W. Deets

Performances, Events, and Presentations

In celebration of International Women's Day this Month, we held a public lecture titled: "Women & STEM Education in Egypt & the US : Stepping into a Man's World of Science & Technology " on Thursday March 28th, 2024 from 12:15 pm to 1:15 pm (assembly hour) – Conference and Visitor Center, Mary Cross Hall AUC New Cairo Despite a plethora of advances made by women in the world we live in today, they are still woefully underrepresented in the realm of STEM education and the associated career paths. At this event, we uncovered the history, reasons & challenges women …

Effects Of Redrying Methods On The Milling Potential, Crude Protein And Total Phenolic Content, And Antioxidant Activity Of Stored Inorganic And Organically-Grown Paddy, Mary Ann Baradi, Jessica Solero, Clarence Dangcil, Gerome Corpuz, Marissa Romero

The Philippine Agricultural Scientist

This study sought to determine the effects of redrying techniques (no redrying or Control, 2-h, 4-h, and 6-h redrying with stirring every 30 min, Farmer's Practice or 6-h redrying with one stirring) on grain quality of stored inorganic and organic paddy rice as well as the redrying method that gives the best quality rice. PSB Rc82 rice harvested in October 2016 was used in the experiment conducted in February 2017. Quality parameters evaluated were moisture content, brown rice, total milled rice, crude protein content in percent, total phenolic content, and 2-2 diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity. PSB Rc82 paddy exposed …

Pitot Tube Test Bench, Jesus Perez, Zachary Owen, Adrian Lopez

Mechanical Engineering

This Final Design Review documents the senior design project carried out by a team of Mechanical Engineering students attending California Polytechnic State University, San Luis Obispo for Roger Benham, and his company Leak Control Services Inc. The requirement was to design, build, and validate the performance of a test fixture that quantifies the performance characteristics of flow rate and pressure drop of different pitot tube designs to be used in a chemical dispensing application for Mr. Benham. This document includes relevant background research on the need for the fixture as well as relevant technical research. This document also contains objectives …

Enhancing The Performance Of Conventional Solar Still Using The Nano-Doped Paint (Ndp) Coating, Hagar Alm-Eldin Bastawissi Prof.Dr, Nermin Elgendy Engineer, Ayman R. El-Tohamy

Journal of Engineering Research

Nations are throughout the entire globe continuously confronting the problem of potable water shortage. Recently, it has been thought that using solar energy to desalinate brackish water offers a practical answer to the world's water crises. The output of these stills, is meager, and academics haven't done much to boost it in any way. Solar distillers have been proposed as an efficient method to produce potable water. In recent years, saltwater has produced drinking water by various ways. The efficiency of a solar distiller is significantly influenced by various factors, most important factor of them is the absorber surface. In …

Balsa Bridge, Caleb T. Lovett

All Undergraduate Projects

The problem presented throughout this report was to create a small-scale bridge made entirely out of balsa wood and glue, that could withstand substantial force, as well as perform a lifting/lowering cycle. Other requirements associated with the bridge were properties of weight, deflection, size, and shape. This problem presented a challenge that tested the mathematical side of engineering, being strongly reliant on statics, mechanics of materials, and mechanical design analyses.

To approach this problem, the first step was to complete in depth calculations of the chosen design. With this done, manufacturing and assembly was able to be completed. With a …

Experimental Investigations And Optimization Of 3d Printed Cellular Structures For Protection Against Traumatic Brain Injury, Aaron R. Jackson

Mechanical and Aerospace Engineering Dissertations - Archive

Traumatic Brain Injury (TBI) disrupts brain function due to head impacts, blast exposures, and ballistic penetrations. It is a significant cause of mental health issues and disability, particularly among military personnel. Historically, combat helmets were designed primarily to protect against fragments. However, recent data highlights the need for helmets that also protect against blast and blunt impacts. Effective TBI prevention requires helmets that address various energy threats while remaining lightweight. A critical metric in this effort is head acceleration, which is closely linked to injury across different scales of brain damage.

Four lattice structures were 3D printed using Digital ABS …

Development Of A 3d Printed Optimization-Driven Aeroelastically Scaled Wind Tunnel Model For High Aspect Ratio Flying Wings, Mikaela K. Leevy

Mechanical and Aerospace Engineering Theses - Archive

Design optimization coupled with 3D printing and parametric CAD offers a unique approach to investigating flutter phenomena by creating low-cost iterative aeroelastic wind tunnel models. Recently, there is an interest in studying flutter phenomena at low air speeds in flying wing configurations. The X-56 experimental flying wing was designed to investigate flutter phenomena and flutter suppression, which makes the X-56 a logical choice for the full-scale model. The goal of this work is to optimize, physically print, and geometrically characterize a scaled aeroelastic wind tunnel model. The 18% reduced scale X-56 model was optimized by matching the mode shapes to …

Rc Baja: Drivetrain And Chassis, Caden Harris

All Undergraduate Projects

The engineers in the CWU Mechanical Engineering Technology program were asked to design and manufacture a remote-controlled Baja car to compete in several different events. The car was required to compete in a drag race, slalom event, and Baja event against other cars created by engineering students. To compete at the highest level, the cars needed to finely balance ruggedness, weight, torque, and top speed.

This report is dedicated to the designing, manufacturing, and testing of the drivetrain and chassis that supported the RC car as it competed in the school-sanctioned competition; a partner was responsible for the steering and …

การประเมินอายุความล้าของตะไบทางทันตกรรมแบบหมุนโดยวิธีทดสอบชิ้นงานร่วมกับระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์, กิตติพงษ์ สุดจินดา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ตะไบทันตกรรมเป็นเครื่องมือที่ใช้ในการรักษาคลองรากฟันเพื่อคงสภาพฟันไว้โดยไม่ต้องถอนออก ระหว่างการรักษา ตะไบเหล่านี้จะรับภาระแบบวัฏจักร ระหว่างภาระดึงและภาระอัด การใช้งานตะไบเกินกว่าขีดจำกัดความล้าของวัสดุ อาจทำให้เกิดการแตกหักจากความล้า โดยไม่มีสัญญาณให้เห็นล่วงหน้า ซึ่งอาจนำไปสู่ความล้มเหลวของการรักษา วิทยานิพนธ์ฉบับนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างเส้นโค้งความเค้น-อายุการใช้งาน และแบบความเครียด-อายุการใช้งาน เพื่อใช้ในการทำนายอายุความล้าของตะไบภายใต้สภาพความโค้งของคลองรากฟันที่แตกต่างกัน โดยไม่ต้องทราบคุณสมบัติความล้าของวัสดุตะไบ และเพื่อเปรียบเทียบความแม่นยำของเส้นโค้งทั้งสอง ในการดำเนินการ ได้ใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ เพื่อจำลองพฤติกรรมทางกลของตะไบ และประเมินค่าแอมพลิจูดความเค้นและความเครียดจากตะไบในคลองรากฟันอย่างง่าย 8 ลักษณะความโค้ง จากนั้นทำการทดสอบความล้าดัดในคลองรากฟันแบบเดียวกันเพื่อเก็บข้อมูลอายุความล้า ข้อมูลที่ได้ถูกนำไปหาเส้นโค้งตัวแทนของข้อมูลด้วยสมการของ Basquin และ Coffin-Manson เพื่อสร้างเส้นโค้งความเค้น-อายุความล้า และความเครียด-อายุความล้า นอกจากนี้ยังได้ตรวจสอบความแม่นยำและความสอดคล้องของเส้นโค้งที่พัฒนาขึ้น โดยใช้ข้อมูลจากการทดสอบตะไบในคลองรากฟันที่มีลักษณะความโค้งแบบตัวเอส จำนวน 6 ลักษณะ ที่มีระดับแอมพลิจูดความเค้นและความเครียดต่างจากข้อมูลก่อนหน้า ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าเส้นโค้งความเครียด-อายุการใช้งาน สามารถพยากรณ์อายุความล้าได้แม่นยำกว่า และสอดคล้องกับพฤติกรรมความล้าของตะไบมากกว่าเส้นโค้งความเค้น-อายุการใช้งาน) อย่างไรก็ตาม เส้นโค้งดังกล่าว สามารถใช้พยากรณ์ได้อย่างเหมาะสมเฉพาะในช่วงอายุความล้าที่ต่ำกว่า 2,500 รอบ ซึ่งแสดงถึงความจำเป็นในการศึกษาพฤติกรรมความล้าในรอบสูงเพิ่มเติมในอนาคต

Modeling For Electrical Performance Of The Bender-Typed Piezoelectric Energy Harvesters (Peh), Pheerawit Inpra

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The increasing demand for small, wearable, and low-power electronic devices has led to the need for compact and efficient energy sources. Energy harvesting systems designed for such applications are typically compact to ensure seamless integration with the devices or to serve as suitable replacements for conventional batteries. One of the most suitable systems for harvesting energy from human motion is the piezoelectric energy harvesters (PEH). It offers high energy density, supports a wide range of vibration frequencies, and comes in a small form factor, making it increasingly popular in various devices. As PEHs become increasingly prevalent in real-world applications, developing …

การศึกษาคุณลักษณะด้านการออกแบบของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทรงกระบอกชนิด 18650 ที่มีอัตราส่วนกำลังต่อพลังงานต่างกัน, ภูมิวริสส์ วงษ์ถาวร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชนิด 18650 ที่มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษา และ วิเคราะห์คุณสมบัติทางกายภาพ ทางไฟฟ้า และ ทางเคมีของเซลล์แบตเตอรี่ ที่มีอัตราส่วนกำลังต่อพลังงานที่แตกต่างกันรวมไปถึงการเปรียบเทียบพารามิเตอร์ด้านการออกแบบของเซลล์แบตเตอรี่ และ สร้างความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ด้านการออกแบบ และ คุณสมบัติด้านต่าง ๆ กับ อัตราส่วนกำลังต่อพลังงาน ตัวอย่างเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีอัตราส่วนของกำลังต่อพลังงานที่แตกต่างกัน 4 ตัวอย่าง ถูกนำมาวิเคราะห์คุณสมบัติทางกายภาพ ได้แก่ ขนาดความกว้าง ความยาว และน้ำหนักของแบตเตอรี่ และวิเคราะห์คุณสมบัติทางไฟฟ้า ได้แก่ ความจุพลังงาน กำลังไฟฟ้า และความต้านทานภายใน ซึ่งวิเคราะห์โดยอ้างอิงตามมาตรฐาน IEC62660 โดยค่าอัตราส่วนของกำลังต่อพลังงานของเซลล์แบตเตอรี่ สามารถคำนวณได้จากการทดสอบดังกล่าว และมีค่าเรียงลำดับจากน้อยไปหามากดังนี้ 3.23 , 8.00 , 11.70 และ 12.97 W/Wh จากนั้นเซลล์แบตเตอรี่จะถูกแยกส่วนประกอบเพื่อวิเคราะห์ถึงลักษณะทางกายภาพของส่วนประกอบ ได้แก่ ความยาว ความหนาของขั้วอิเล็กโทรดและตัวรับกระแสไฟฟ้า ค่าการนำไฟฟ้าของขั้วอิเล็กโทรด และ โครงสร้างของขั้วอิเล็กโทรด กับ เยื่อเลือกผ่าน ได้แก่ ขนาดอนุภาคของวัสดุทำขั้ว และ ลักษณะสัณฐานวิทยาของเยื่อเลือกผ่าน ซึ่งจะถูกวิเคราะห์โดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด รวมไปถึงวิเคราะห์คุณสมบัติทางเคมี โดยการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีบนขั้วอิเล็กโทรด ซึ่งจากการวิเคราะห์พบว่า จากการวิเคราะห์คุณสมบัติทางไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความสามารถในการให้กำลังไฟฟ้าสูง จะมีอัตราส่วนกำลังต่อพลังงานสูงกว่า มีแนวโน้มค่าความต้านทานภายในที่ต่ำกว่า และมีค่าการนำไฟฟ้าที่สูงกว่า แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความสามารถในการเก็บความจุพลังงานสูง จากการวิเคราะห์คุณสมบัติทางกายภาพพบว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความสามารถในการให้กำลังไฟฟ้าสูง จะมีความยาวของขั้วอิเล็กโทรดที่มากกว่า แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความสามารถในการเก็บความจุพลังงานสูง แต่จะมีความหนา และขนาดของอนุภาคของขั้วอิเล็กโทรดน้อยกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความสามารถในการเก็บความจุพลังงานสูง และจากการวิเคราะห์คุณสมบัติทางเคมีบว่าแบตเตอรี่ที่ทำการทดสอบนั้นมีองค์ประกอบทางเคมีของขั้วแคโทด และ แอโนดเดียวกัน คือ NMC811 และ กราไฟต์ กับ ซิลิกอน

การเสริมการจำแนกภูมิประเทศด้วยการวิเคราะห์พืชพรรณ สำหรับหุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติภายนอกอาคาร, พัณณ์นิกา มุกด์สุวรรณ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในงานวิจัยด้านการนำทางของหุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติ การจำแนกภูมิประเทศในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งถือเป็นหัวข้อสำคัญ โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีความซับซ้อน เช่น พื้นที่ป่าไม้ ซึ่งมักเต็มไปด้วยโครงสร้างแข็ง พื้นที่ขรุขระ หลุมลึก และพืชพรรณที่ขึ้นอย่างหนาแน่น ความแม่นยำในการจำแนกภูมิประเทศจึงเป็นปัจจัยสำคัญที่ช่วยให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติสามารถเข้าใจสภาพแวดล้อมและนำทางผ่านพื้นที่ที่มีความท้าทายเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ งานวิจัยนี้นำเสนอวิธีการจำแนกภูมิประเทศแบบเอชแอลดีวี (ความสูง-ระยะทาง-ความหนาแน่น-พืชพรรณ) ซึ่งเป็นการพัฒนาต่อยอดจากวิธีเอชแอลดี (ความสูง-ระยะทาง-ความหนาแน่น) แบบดั้งเดิม โดยเพิ่มคุณลักษณะเกี่ยวกับพืชพรรณ (v) เข้าไปในโมเดล จากเดิมที่ใช้เพียง 3 คุณลักษณะ ได้แก่ ความแตกต่างของความสูง (h) ระยะทาง (l) และความหนาแน่น (d) เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการระบุพื้นที่ปลอดภัยและพื้นที่อันตรายสำหรับหุ่นยนต์ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า ตัวจำแนกเอชแอลดีวีช่วยเพิ่มความสามารถของหุ่นยนต์ในการนำทางผ่านพื้นที่ที่ถูกปกคลุมด้วยพืชพรรณได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ฟังก์ชันแบบกฎยกกำลังในโมเดลคุณลักษณะด้านพืชพรรณ การพัฒนานี้ส่งผลโดยตรงต่อการปรับปรุงประสิทธิภาพในการวางแผนเส้นทาง ทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติสามารถปฏิบัติงานได้ดียิ่งขึ้นในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งที่มีความท้าทายสูง

Using Obstacle Trenches For Enhancing Microplastic Trapping In Microwells, Teeraphat Kongsaktrakul

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The particle trapping efficiency of microwells is influenced by the fluid flow velocity. If the flow velocity is too slow, trapping will take longer. In contrast, if the flow velocity is too fast, the trapping efficiency will decrease. Therefore, deceleration near the microwells is important for increasing trapping efficiency. The aim of this study is to investigate important factors that affect local flow velocity and trapping efficiency. This includes the presence of obstacle trenches, flow rates, particle concentrations, particle sizes, and surface materials. Two models were investigated and compared: one with triangular obstacle trenches placed in front of the microwells …

การศึกษาลักษณะของผู้ขับขี่รถจักรยานยนต์และพื้นที่ปลอดภัยในสภาพการขับขี่ตามธรรมชาติในกรุงเทพฯ, ยุวไร ไวสะอาด

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การศึกษานี้มุ่งเน้นการวิเคราะห์พฤติกรรมของผู้ขับขี่รถจักรยานยนต์และพื้นที่ความปลอดภัยในสภาพการขับขี่จริงในเขตเมืองกรุงเทพมหานคร โดยใช้แนวทางการศึกษาพฤติกรรมแบบธรรมชาติ (Naturalistic Riding Study) เพื่อตรวจสอบลักษณะพฤติกรรมของผู้ขับขี่และระดับพื้นที่ปลอดภัยในสภาพแวดล้อมการจราจรจริง เช่น การวัดเป็นเวลาเว้นระยะด้านหน้า ระยะห่างด้านข้าง ลักษณะของยานพาหนะรอบข้าง โดยการติดตั้งอุปกรณ์ตรวจวัดและบันทึกข้อมูล เช่น 3D LiDAR สำหรับตรวจจับตำแหน่งของวัตถุรอบข้าง, ระบบ CAN Bus สำหรับอ่านค่าความเร็วและการเร่งของรถจักรยานยนต์, กล้องบันทึกวิดีโอ และคอมพิวเตอร์สำหรับประมวลผล เพื่อประเมินระดับความปลอดภัยในขณะขับขี่ในสภาวะปกติ (Cruising) โดยรถจักรยานยนต์ทดลองที่มีขนาดกว้าง 0.74 เมตร และยาว 1.94 เมตร เพื่อเก็บข้อมูลจากกลุ่มตัวอย่างผู้ขับขี่จำนวน 20 คน ซึ่งมีประสบการณ์และความมั่นใจในการขับขี่บนถนนสายหลัก จากข้อมูลทั้งหมด 2,828 เหตุการณ์ พบว่าผู้ขับขี่ทั้งหมด มีค่าเฉลี่ยระยะห่างด้านข้าง (Lateral Clearance: Wa) เท่ากับ 1.47 เมตร และเวลาเว้นระยะด้านหน้า (Time Headway: TH) เท่ากับ 0.82 วินาที ผลการทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าผู้ขับขี่ในกลุ่มที่มีความเสี่ยงต่ำมีแนวโน้มเว้นระยะห่างมากกว่ากลุ่มเสี่ยงปานกลางอย่างชัดเจน ซึ่งสามารถนำไปใช้เป็นแนวทางในการกำหนดมาตรการด้านความปลอดภัย และการพัฒนาเทคโนโลยีช่วยขับขี่สำหรับผู้ใช้รถจักรยานยนต์ ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงของอุบัติเหตุและเพิ่มความปลอดภัยให้กับผู้ใช้ถนนในประเทศไทย

การประเมินสมรรถนะของอุปกรณ์เทอร์โมโฟโตโวลทาอิกระยะใกล้ชนิดเซลล์แผ่นฐานเจอร์เมเนียม, ณัฐกมล พงศ์เต็มสุข

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินและปรับปรุงสมรรถนะของอุปกรณ์เทอร์โมโฟโตโวลทาอิกระยะใกล้ โดยใช้เจอร์เมเนียมชนิดพีเป็นชั้นแผ่นฐาน และมีตัวแผ่รังสีเป็นทังสเตนที่อุณหภูมิ 1400 เคลวิน ทำงานในย่านการแผ่รังสีความร้อนระยะใกล้ ระยะห่างเซลล์และตัวแผ่รังสี 100 นาโนเมตร สำหรับโครงสร้างเซลล์ชนิด 1. แถบโลหะชั้นหน้า (Front contact) 2. แถบโลหะประสานด้านหลัง (Interdigitated Back Contact; IBC) โดยใช้แบบเทคนิคการวิเคราะห์คลื่นควบคู่เคร่งครัด (Rigorous-coupled wave analysis; RCWA) ควบคู่กับทฤษฎีการผันผวนสูญเสีย (Fluctuation-Dissipation Theorem; FDT) ในการคำนวณฟลักซ์การแผ่รังสีความร้อนในระยะใกล้สำหรับโครงสร้างเซลล์ทั้งสองชนิด และ ใช้เทคนิคการวิเคราะห์สมดุลโดยละเอียด (Detailed balance analysis; DTB) ในการประเมินปริมาณกระแสพลังแสงและประสิทธิภาพการแปลงของอุปกรณ์ เฉพาะเซลล์ชนิดแถบโลหะชั้นหน้า เนื่องด้วยข้อจำกัดของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับวิเคราะห์พฤติกรรมทางประจุไฟฟ้าของโครงสร้างเซลล์ชนิดแถบโลหะประสานด้านหลัง ผลการศึกษาแสดงว่า สำหรับเซลล์ชนิดแถบโลหะชั้นหน้า โครงสร้างสะพานอากาศด้านหลังและการลดความหนาของแผ่นฐานเจอร์เมเนียมสามารถลดฟลักซ์ความร้อนในช่วงต่ำกว่าค่าแถบพลังงาน ที่สะสมภายในเซลล์ลงได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยไม่ลดการดูดกลืนพลังงานที่สามารถแปลงเป็นไฟฟ้าได้ ทำให้ประสิทธิภาพของเซลล์สูงขึ้น โดยเฉพาะกรณีเซลล์บางที่มีชั้นสะพานอากาศ มีประสิทธิภาพเพิ่มจาก 16.73 เป็น 31.39 เปอร์เซ็นต์ ในกรณีของโครงสร้างเซลล์ชนิดแถบประสานด้านหลัง การเพิ่มความกว้างของช่องอากาศระหว่างอิเล็กโทรดสามารถลดฟลักซ์ช่วงต่ำกว่าค่าแถบพลังงาน ที่สะสมในเซลล์ลงได้ 24.16 เปอร์เซ็นต์ โดยที่ฟลักซ์ในช่วงสูงกว่าคาแถบพลังงานไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก จึงไม่มีผลกระทบต่อความสามารถในการแปลงพลังงานโดยรวมของอุปกรณ์ อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพการจัดการความร้อนภายในเซลล์เพิ่มขึ้นประมาณ 6 เปอร์เซ็นต์ ทั้งนี้มีข้อจำกัดจากความต้านทานแผ่นที่เพิ่มขึ้นตามความกว้างช่องว่าง งานวิจัยนี้ชี้ให้เห็นถึงแนวทางการออกแบบโครงสร้างเซลล์เทอร์โมโฟโตโวลทาอิก ที่สามารถลดความร้อนสะสมโดยไม่กระทบต่อพลังงานที่สามารถนำไปใช้งาน ช่วยสนับสนุนการออกแบบระบบเทอร์โมโฟโตโวลทาอิก ระยะใกล้ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นในอนาคต

การพัฒนาอัลกอริธึมการประมวลผลภาพแบบอัตโนมัติสำหรับการคัดกรองสารต้านไวรัสชิคุนกุนยา, พัทธพล วิริวิทยา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ไวรัสชิคุนกุนยา ซึ่งเป็นสมาชิกของสกุล Alphavirus ยังคงเป็นปัญหาสุขภาพระดับโลกเนื่องจากการระบาดที่แพร่หลายและการขาดวิธีการรักษาที่เฉพาะเจาะจง การตรวจหาไวรัสที่แม่นยำ เช่น ไวรัสชิคุนกุนยา เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการวิจัยสารต้านไวรัส แต่กระบวนการแบบดั้งเดิมมักใช้เวลานานและมีโอกาสเกิดข้อผิดพลาด งานวิจัยนี้นำเสนอการพัฒนาและทดสอบอัลกอริธึมการประมวลผลภาพอัตโนมัติ ซึ่งออกแบบมาเพื่อเพิ่มความแม่นยำและความรวดเร็วในการคัดกรองสารที่อาจมีศักยภาพต้านไวรัสชิคุนกุนยา โดยใช้ซอฟต์แวร์ MvTec Halcon อัลกอริธึมนี้ได้รับการพัฒนาเพื่อการตรวจจับและจำแนกเซลล์ที่ติดเชื้อและไม่ติดเชื้อในการทดสอบไวรัส และผลการทำงานได้รับการตรวจสอบกับการนับแบบแมนนวลที่ดำเนินการโดยผู้เชี่ยวชาญด้านไวรัสวิทยา ซึ่งแสดงถึงความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งด้วยค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ของเพียร์สันที่ 0.9807 สำหรับการตรวจจับเซลล์ และ 0.9886 สำหรับการตรวจจับไวรัส หลังจากผ่านการตรวจสอบทางสถิติ อัลกอริธึมถูกนำไปใช้ในการคัดกรองสารต้านไวรัส ซึ่งแสดงถึงประสิทธิภาพในการเพิ่มปริมาณและความแม่นยำของกระบวนการค้นคว้ายา ผลลัพธ์ที่ได้เน้นถึงศักยภาพของอัลกอริธึมนี้ในฐานะเครื่องมือสำคัญที่สามารถเร่งการวิจัยสารต้านไวรัสและมีการใช้งานที่กว้างขึ้นในการตรวจหาโรคจากแมลงพาหะชนิดอื่น ๆ และการปรับปรุงผลลัพธ์ในการวิจัยด้านไวรัสวิทยา คำสำคัญ: การประมวลผลภาพอัตโนมัติ, การคัดกรองแบบ high-throughput, การถ่ายภาพทางชีวเวชศาสตร์, การวิเคราะห์ภาพในไวรัสวิทยา, MvTec Halcon