Nauka i badania | Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej

Katedra jest uznanym w kraju ośrodkiem badań w dziedzinie sterowania adaptacyjnego i predykcyjnego oraz diagnostyki przemysłowej. W szczególności, badania te dotyczą modelowania i identyfikacji procesów, w tym procesów niestacjonarnych, predykcyjnego sterowania procesami, sterowania robotami mobilnym i, cyfrowej filtracji i rekonstrukcji sygnałów, estymacji stanu obiektów dynamicznych, wybranych zagadnień optymalizacji oraz diagnostyki obiektów przemysłowych i automatyki budynkowej.

Profesor Maciej Niedźwiecki jest uznanym w świecie autorytetem w dziedzinie identyfikacji systemów niestacjonarnym. Jego monografia „Identification of Time-varying Processes” wydana w 2000 roku i wznowiona w następnym roku przez wydawnictwo Wiley wciąż jest podstawową pozycją literatury z tej dziedziny i do roku 2011 cytowana była ponad 100 razy. W ostatnich 5 latach prof. Niedźwiecki opublikował 17 artykułów w czasopismach z listy filadelfijskiej i ponad 30 referatów na zagranicznych konferencjach.

Jednym z najważniejszych osiągnięć ostatnich lat zespołu kierowanego przez prof. Niedźwieckiego (dr inż. Krzysztof Cisowski, dr hab. inż. Michał Meller, dr. inż. Piotr Kaczmarek, doc. dr inż. Paweł Raczyński) jest opracowanie nowej, autorskiej metody aktywnego tłumienia hałasu i drgań, która z uwagi na wbudowane mechanizmy samostabilizacji i samooptymalizacji daje lepsze wyniki tłumienia niż metody klasyczne.

Zaproponowano nowe algorytmy: SONIC (Self Optimizing Narrowband Interference Canceller), który jest przeznaczony do tłumienia hałasu wąskopasmowego o stałej i znanej częstotliwości oraz xSONIC (Extended SONIC), który jest rozszerzoną wersją algorytmu SONIC, przeznaczoną do tłumienia zakłóceń wąskopasmowych o nieznanej i zmiennej częstotliwości chwilowej.

Prace te realizowane są w ramach grantu rozwojowego przyznanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju oraz grantu badawczego Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Wymiernym wynikiem tych badań jest opracowane w 20 11 roku zgłoszenie patentowe pt.: „Hybrydowy układ aktywnego tłumienia niestacjonarnych akustycznych zakłóceń wąskopasmowych”.

W Katedrze prowadzone są badania związane z automatyką budynkową a w szczególności z optymalizacją zużycia energii w nowoczesnych budynkach (dr inż. Piotr Kaczmarek, dr inż. Piotr Fiertek). Rozważane są układy klimatyzacji i ogrzewania, które sterowane są za pomocą algorytmów adaptacyjnych. Przyjęte podejście pozwala na osiągnięcie założonego celu sterowania, którym jest komfort użytkownika, możliwie najmniejszym kosztem. Dzieje się tak dlatego, że zaproponowane algorytmy wyznaczają na bieżąco modele sterowanych obiektów i na ich podstawie wybierają optymalną strategię sterowania.

Przedmiotem zainteresowania Katedry jest również diagnostyka techniczna, ze szczególnym uwzględnieniem diagnostyki rurociągów i zbiorników stalowych (doc. dr inż. Paweł Raczyński). Diagnostyka tego typu instalacji jest głęboko uzasadniona zarówno względami ekonomicznymi jak i ekologicznymi. Prowadzone badania dotyczą w szczególności zastosowania tzw. inteligentnych robotów inspekcyjnych pozwalających dokonać inspekcji rurociągu lub zbiornika bez wyłączania go z eksploatacji. Diagnostyka objęte są parametry geometrii przekroju poprzecznego ścianki, ocena jakości ścianki rurociągu ze szczególnym uwzględnieniem ubytków materiału oraz zagadnienia precyzyjnej lokalizacji przestrzennej przebiegu rurociągu i powiązanie jej z systemami GIS. Do badań wykorzystuje się między innymi techniki skaningu ultradźwiękowego wysokiej rozdzielczości (UT) oraz techniki analizy rozproszenia pola magnetycznego (MFL). Szczególny nacisk w prowadzonych badaniach położono na opracowanie algorytmów detekcji wad i uszkodzeń badanej konstrukcji, estymację ich parametrów geometrycznych oraz oszacowanie ich wpływu na bezpieczeństwo dalszej eksploatacji.

Kolejną dziedziną, która leży w kręgu zainteresowań badawczych pracowników jest technika w medycynie, a w szczególności - pomoc osobom z niepełnosprawnościami. Zakończone zostały prace doktorskie dr inż. Marcina Pazio pt.: „Przetwarzanie obrazów scen naturalnych pod kątem potrzeb osób niewidomych i słabowidzących”, oraz dr inż. Szymona Ceranki pt.: ”System lokalizacji dla niewidomych oparty na nawigacji satelitarnej i zliczeniowej”, która została wyróżniona w 2008 roku przez Państwowy Fundusz rehabilitacji Osób Niepełnosprawnych w konkursie OTWARTE DRZWI na najlepszą pracę doktorską, której tematem badawczym jest zjawisko niepełnosprawności w wymiarze zdrowotnym, zawodowym lub społecznym.

W 2011 roku podjęte zostało nowe zagadnienie badawcze z pogranicza medycyny i automatyki, a mianowicie opracowanie adaptacyjnego algorytmu sterowania autorskim aparatem zapobiegającym powstawaniu epizodów bezdechu sennego (dr inż. Stefan Sieklicki, dr inż. Marcin Ciołek). Prace prowadzone są w ramach realizacji grantu przyznanego przez Narodowe Centrum Nauki. Podjęty temat jest bardzo ważny, ponieważ ok 25% mężczyzn ok 20% kobiet w wieku 40-60 lat cierpi na bezdech senny, który jest nietypową chorobą związaną z zaburzeniem oddychania w czasie snu. W czasie epizodów bezdechu dochodzi do niedotlenienia mózgu, serca, nerek i wątroby, co w konsekwencji prowadzi do poważnych komplikacji zdrowotnych. Dlatego niezmiernie ważne jest zdiagnozowanie i sklasyfikowanie tych epizodów, a następnie wspomaganie chorych odpowiednim aparatem.

W ostatnich pięciu latach zrealizowane zostały bądź nadal są realizowane następujące granty:

1. Projekt badawczy w ramach grantu OPUS pt.: „Uogólnione filtry Savitzky'ego-Golaya dla potrzeb identyfikacji i wygładzania procesów niestacjonarnych", kier. projektu: prof. dr hab. inż. M. Niedźwiecki, gł. wykonawca: dr. inż. Marcin Ciołek.
2. Projekt badawczy w ramach grantu OPUS pt.: „Estymacja charakterystyk korelacyjnych i widmowych lokalnie stacjonarnych procesów stochastycznych", kier. projektu: prof. dr hab. inż. M. Niedźwiecki, gł. wykonawca: dr. inż. Marcin Ciołek.
3. Programu „Uniwersytet Młodych Wynalazców" współfinansowany z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka, pt.: „Wizyjny monitoring zakwitów sinicowych za pomocą drona", kier. projektu: dr inż. Stanisław Raczyński.

W Urzędzie patentowym RP zgłoszone zostało innowacyjne rozwiązanie pt.: „Hybrydowy układ aktywnego tłumienia niestacjonarnych akustycznych zakłóceń wąskopasmowych” 

W okresie ostatnich dziesięciu lat w katedrze wypromowanych zostało 7 doktorów nauk technicznych. Wszystkie te prace, kierowane były przez prof. Macieja Niedźwieckiego:

1. Damian Chojnacki - "Parametryczna estymacja widma lokalnie stacjonarnych procesów losowych".
2. Marcin Ciołek - "Usuwanie zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagrań fonicznych"
3. Marcin Pazio - „Przetwarzanie obrazów scen naturalnych pod kątem potrzeb osób niewidomych i słabowidzących”.
4. Szymon Ceranka – ”System lokalizacji dla niewidomych oparty na nawigacji satelitarnej i zliczeniowej” (praca nagrodzona dodatkowo w konkursie Państwowego Funduszu Rehabilitacji Osób Niepełnosprawnych oraz wyróżnieniem Rady Wydziału).
5. Piotr Kaczmarek – „Identyfikacja procesów zmieniających się w sposób pseudookresowy” (wyróżnienie Rady Wydziału).
6. Marcin Kuropatwiński – „Integracja technik kodowania źródłowego i odszumiania mowy” (wyróżnienie Rady Wydziału).
7. Michał Meller – „Samooptymalizujące adaptacyjne tłumienie zakłóceń wąskopasmowych” (wyróżnienie Rady Wydziału)