Mechanical Engineering Commons^™

Characterization Of High Cycle Fatigue And Laser-Aided Machining And Polishing Of Additively Manufactured Materials, Mohammad Masud Parvez

Doctoral Dissertations

“Additive manufacturing (AM) and laser-aided machining and polishing (LAMP) of materials are emerging manufacturing processes both for research and industrial sectors. The AM process can manufacture near-net-shape parts with complex geometries. Meanwhile, the LAMP process integrated with an AM system offers a high processing rate, minimum heat-affected zone, and easily adjustable process parameters during machining and polishing. In mechanical properties characterization of AM metals and alloys, fatigue is a vitally important test method to understand the behavior of materials in cycling loading and unloading circumstances since most mechanical failures of structures are due to fatigue. To characterize AM metal fatigue …

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 …

Advances In Control Of Uncertain Dynamical Systems With Optimal And Adaptive Approaches, Meryem Deniz

Doctoral Dissertations

"This research starts with designing optimal control for uncertain systems, adding the adaptive control input to suppress the uncertainty. It then follows with designing the optimal control for state constraint, designing the optimal nonlinear reference model, designing adaptive control to handle state constraint and uncertainty. Finally, it designs the finite-time controller for uncertain multiagent systems.

It is well known that the design of the control algorithm for an uncertain dynamical system is not trivial. Motivated by this standpoint, this study focuses on optimal and adaptive control approaches with stability and performance guarantees for uncertain sole and multiagent dynamical systems. From …

Development Of An Interactive Robot For Overground Physical Human-Robot Interaction, Sambad Regmi

Doctoral Dissertations

"The overground interactive robots are potentially beneficial for humans in various areas, such as overground rehabilitation therapies and robotic interactive assistance. However, it is unclear what the expectations and challenges are for a robot to be physically interactive with a human during overground tasks, such as a robot helping an older adult walk. To develop such a robot, one must first build a clear understanding of how the human motor intent is communicated when interacting with another agent. Specifically, how do humans understand the leader’s intention when being led?

Based on previous works, we hypothesized that humans modulate their arm …

Sustainable Face Milling Of Inconel 718 Using Mql And Nanofluids Mql With Vegetable Oil As Base Fluid, Theodore Obumselu Nwoguh

Doctoral Dissertations

"Extreme heat and friction are generated in machining difficult-to-cut metals used in aerospace and nuclear industries leading to poor machinability (high cutting forces, rapid tool wear, shorter tool life, and poor surface integrity). Conventional flood coolant (CEC) used in industry is environmentally unfriendly, hazardous to operators, and unsustainable. These problems motivated this research, which can be mitigated with the use of effective biodegradable cutting fluids, appropriate cutting conditions, and lubrication/cooling strategies. This research provides a sustainable and environmentally friendly replacement to CEC. Firstly, the research characterized three vegetable oils (High Oleic Soybean Oil (HOSO), Low Oleic Soybean Oil (LOSO), and …

Processing And Characterization Of Tini-Based Alloys Fabricated By Laser Aided Manufacturing, Yitao Chen

Doctoral Dissertations

"Laser powder-based directed energy deposition (DED) is a major laser aided additive manufacturing (AM) process for metals. It applies laser energy to deposit metal powders to form 3D metal parts. Apart from manufacturing traditional alloys, DED can also be used to develop advanced alloys with the novel idea of elemental powder mixture feedstock. TiNi-based alloy is a type of shape memory alloy (SMA), a smart material with unique shape memory effects. Using laser powder DED to synthesize TiNi-based SMAs from elemental powder mixture can create more possibilities in new compositions and properties. It can also overcome the limitations of conventional …

Mobility Analysis And Topology Synthesis Of Compliant Mechanism Using Compliance Number And Pseudo-Rigid-Body Model (Prbm), Pratheek Bagivalu Prasanna

Doctoral Dissertations

"Establishing and understanding the kinematic properties of a compliant mechanism has been a relatively recent endeavor and has proved to be a challenging task. A concept of compliance number was offered earlier; the development of terminologies was emphasized that aided in its determination. It also hypothesized that the compliance number (C) and stored strain energy, or mode shapes, are strongly correlated. This compliance number (C) concept is revisited, and a more lucid interpretation of its significance is provided. A fundamental understanding of the concept of deformation mode shapes in compliant mechanisms is formalized using two distinct categories: (i) segmental and …

Modeling Nonlinear Dynamic Systems Using Bss-Anova Gaussian Process, Kyle Matthew Hayes

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Nonlinear dynamic systems are some of the most common variety of systems encountered in the sciences, but are the potentially more onerous to model through system identification than static systems due to their added complexity, sensitivity to initial conditions, and the potential application of new dynamic and nonlinear behavior through any time dependent forcing functions. The BSS-ANOVA Gaussian Process is a Machine Learning method for dynamic system ID that possesses several attributes that make it a natural candidate for this variety of problem. BSS-ANOVA is fully Bayesian, works best for continuous tabular datasets, and fast training and inference times and …

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 …

A Study Of Reduced Activation Ferritic Martensitic Metal Core Wire For Wire Arc Additive Manufacturing, Alexander L. Reichenbach

College of Graduate Studies: Theses & Dissertations

This study seeks to determine the technical feasibility of fabricating reduced activation ferritic martensitic (RAFM) steel parts, using a wire arc additive manufacturing (WAAM) process. The WAAM process, manufactures a part by depositing layers of metal onto a substrate to build a large scale near net shape part. RAFM alloy steels are next generation steels designed to resist radiation effects in the radiation intense working environments, such as nuclear reactors. To achieve this, process development and testing to design the WAAM production process with the custom RAFM filler wire was carried out. Several welding waveform modes were tested, and it …

Cfd And Heat Transfer Analysis Of Rocket Cooling Techniques On An Aerospike Nozzle, Geoffrey Sullivan

College of Graduate Studies: Theses & Dissertations

In recent years the development of rocket engines has been mainly focused on improving the engine cycle and creating new fuels. Rocket nozzle design has not been changed since the late 1960s. Recent needs for reliable and reusable rockets, as well as advancements in additive manufacturing, have brought new interest into the aerospike nozzle concept. This nozzle is a type of altitude adjusting nozzle that is up to 90% more efficient than bell nozzles at low altitudes and spends up to 30% less fuel. Since the nozzle body is submerged in the hot exhaust gasses it is difficult to keep …

A Physics-Based Model For Frost Buildup Under Turbulent Flow Using Direct Numerical Simulations, ‪Nadim Zgheib, N. Farzaneh, S. Balachandar, S. A. Sherif

Mechanical Engineering Faculty Publications

We present a new model for frost buildup under turbulent (and laminar) flow using direct numerical simulations. The physical model consists of two layers, the air and the frost. The air layer is fully resolved and consists of solving for the velocity, temperature, and vapor mass fraction fields. The frost layer thickness is resolved using conservation of mass and energy. Both phases are dynamically coupled using the immersed boundary method. Three-dimensional simulations are conducted in an open-channel configuration. A number of challenges need to be overcome to make these simulations feasible. First, to enforce far-field conditions of zero …

Efficient Near Infrared To Visible Light Upconversion From Er/Yb Codoped Pvdf Fibrous Mats Synthesized Using A Direct Polymer Doping Technique, Saptasree Bose, Jack Ryan Summers, Bhupendra B. Srivastava, Victoria Padilla-Gainza, Manuel Peredo, Carlos Trevino De Leon, Bryan Hoke, Santosh K. Gupta, Karen Lozano

Mechanical Engineering Faculty Publications

Highlights

• Direct Rare Earth doping in PVDF Polymer to overcome powder limitation.

• PVDF Fiber with smooth and defect free texture designed by Forcespinning.

• Doping Enhances Beta fraction of PVDF without affecting thermal Stability.

• Efficient upconversion of NIR into visible light in PVDF:Yb3+,Er3+ fibrous mats.

• Two-Photon absorption for both green and red upconversions.

Abstract

Upconverting-materials are capable of converting near infra-red (NIR) excitation into lower wavelengths. These materials could have a myriad of promising potential applications. However, in some areas, its use has been hindered by its low upconversion luminescence (UCL) efficiency and processing/handling disadvantages from luminescent materials in powder form. …

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 …

Tidal Current Turbine Blade Optimisation With Improved Blade Element Momentum Theory And A Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm, Eng Jet Yeo, David Kennedy, Fergal O'Rourke

Articles

Tidal current energy has the advantage of predictability over most of the other renewable energy resources. However, due to the harsh operating environment and complicated site conditions, developments in this domain have been gradual. Paramount to these points is device design and optimisation of hydrodynamic performance. Recent developments in the correction models of BEM theory have further improved the accuracy of the prediction model. Using an improved blade element momentum theory model that is capable of accurately capturing the downwash angle and combining it with a well-developed and reliable non-dominated sorting genetic algorithm model, an effective and efficient tidal current …

Building Performance - Societal Drive, Programme And Symposium, Joseph Little, Patrick Daly

Articles

Society is increasingly looking at the construction industry to mitigate the environmental crisis and solve the housing crisis through wholesale embrace of three broad sets of challenges. The MSc in Building Performance (Energy Efficiency in Design) (MSc BP(EED)) was created in 2017 to provide significant upskilling in the knowledge, skills, and software applications of building design professionals so that they can meet these challenges, while creating compliant, sustainable, super-low energy, new and renovated buildings. The delivery of the programme supports upskilling of employed building design professionals at Masters level, encouraging a minority to develop their capacity and interest in research …

A General Coupling Methodology For Unsteady Aerostructural Optimization With Analytic Derivatives, Taylor Mcdonnell, Adam Cardoza, Denis-Gabriel Caprace, Andrew Ning

Faculty Publications

Multidisciplinary design optimization offers a comprehensive approach for designing complex aerostructural systems such as wind turbines. Gradient-based multidisciplinary design optimization can be used to optimize complex systems using large numbers of design variables. However, the convergence of gradient-based optimization methods to an optimal solution is highly dependent on the accuracy of the provided derivatives. In this paper, we propose a general method for creating unsteady coupled systems for steady-state, eigenvalue, and time-domain analyses. We then describe how highly accurate derivatives may be obtained from these analyses using a combination of automatic differentiation and analytic methods (including the unsteady adjoint). Finally, …

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

Analysis Of Vehicle Stability When Using Two-Post Above-Ground Automotive Lifts: Support Pad Slippage, Damien Burlet-Vienney, Bertrand Galy, Kariane Cusson Bertrand, Sylvie Beaugrand, Maud Gonella, Élise Ledoux

Études primaires

Vehicles falling off two-post above-ground (2PAG) lifts is a fairly frequent occurrence. As only limited knowledge is available about the determinants influencing the stability of lifting vehicles with a 2PAG lift, two experimental designs were carried out in order to have quantitative data. This paper addresses support pad slippage as a result of external forces being exerted on a vehicle. The experimental design is based on the consultation of the key players that identify the main issues related to the support pads. The controlled factors chosen in this experimental design were lift support pad type and position, smear on pads, …

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 …