Automation 2025

1.
Towards an autonomous system: flexible modular production system enhanced with large language model agents
Michael Weyrich
Universität Stuttgart, Niemcy

2.
Biodegradable Flexible Sensors: Properties and Possibilities
Vytautas Bučinskas
Vilnius Gediminas Technical University, Litwa

3.
Lie bracket – the key to nonholonomic motion planning
Ignacy Dulęba
Politechnika Wrocławska

4.
Autonomiczna kalibracja systemów wizyjnych do inspekcji etykiet z wykorzystaniem plików graficznych jako źródła referencyjnego ROI – pierwsza na świecie
¹Marcin Malesa, ¹Krzysztof Malowany, ²Piotr Rajkiewicz, ²Marta Grzegrzułka
¹KSM Vision, PhD, ²KSM Vision, Master of Science
m.malesa@ksmvision.com, k.malowany@ksmvision.com, p.rajkiewicz@ksmvision.com, m.grzegrzulka@ksmvision.com
Streszczenie: Celem zautomatyzowanego systemu wizyjnego, opracowanego w ramach projektu B+R, jest automatyzacja i usprawnienie kalibracji systemów inspekcji jakości opakowań z etykietami (w pierwszym etapie na przykładach etykiet na słoikach i woreczkach). W projekcie opisujemy opracowane algorytmy do automatycznego wyboru obszarów zainteresowania (ROI) na podstawie plików graficznych etykiet oraz klasyfikacji defektów. Obecne rozwiązania dostępne na rynku wymagają obsługi manualnej, szczególnie w zakresie kalibracji i parametryzacji dla nowych formatów i produktów. Tradycyjne metody kalibracji opierają się na wykonaniu rzeczywistych zdjęć referencyjnych na początku produkcji, co jest czasochłonne i może prowadzić do błędów wynikających z różnic w warunkach oświetleniowych, pozycjonowaniu produktu czy jakości samych zdjęć. Dodatkowo, w trakcie ręcznej obsługi tego procesu mogą występować błędy ludzkie. Rozwiązanie opracowane w ramach projektu B+R wykorzystuje innowacyjne podejście – kalibrację offline opartą na pliku graficznym etykiety, co eliminuje konieczność fizycznego wykonywania zdjęć referencyjnych i umożliwia przygotowanie formatu w środowisku biurowym, bez ingerencji w rzeczywistą linię produkcyjną. W ramach projektu B+R opracowano i wdrożono innowacyjne podejście do autokalibracji systemu inspekcji etykiet na słoikach i woreczkach, które znacząco usprawnia procesy pozycjonowania obszarów zainteresowania (ROI). Kluczową cechą prezentowanego rozwiązania jest możliwość kalibracji na podstawie pliku graficznego etykiety, bez konieczności posiadania rzeczywistych zdjęć referencyjnych. Dzięki wykorzystaniu technologii takich jak LabelStudio oraz konwersji plików PDF do formatów graficznych, osiągnięto wysoki poziom dokładności i elastyczności w pozycjonowaniu ROI. Opracowane rozwiązanie umożliwia skuteczne dopasowanie rzeczywistych obrazów do pliku graficznego, pozwalając na dynamiczne typowanie najlepszych obrazów do analizy i rozwiązanie problemów związanych z różnicami w rozdzielczości i relacjach między obrazami. Podczas gdy klasyfikatory defektów etykiet mogą działać podobnie dla obu typów produktów, proces kalibracji jest bardziej złożony w przypadku słoików. Wymagany jest dodatkowy etap polegający na dokładnym łączeniu obrazów z kamer rozmieszczonych wokół słoika. Rozwiązanie prezentuje innowacyjne podejście do kalibracji systemu inspekcji 360 stopni produktów z etykietami, znacząco usprawniając i automatyzując procesy pozycjonowania ROI na etykietach słoików. Kluczowym elementem tego rozwiązania jest możliwość kalibracji układu na podstawie pliku graficznego etykiety, bez potrzeby korzystania z rzeczywistych zdjęć wykonanych podczas uruchomienia produkcji. W trakcie projektu przeanalizowano również inne potencjalne podejścia, takie jak obliczanie relacji między obrazami wyprostowanymi oraz techniki łączenia obrazów, jednak ostatecznie z nich zrezygnowano na rzecz bardziej niezawodnego i wydajnego rozwiązania opartego na kalibracji offline z dopasowaniem obrazów do pliku graficznego. Techniczne aspekty tej innowacji zostaną zaprezentowane uczestnikom konferencji „Automation 2025”.

5.
Równoważenie Terminowości Dostaw w Problemach Marszrutowania Pojazdów z Oknami Czasowymi
Grzegorz Radzki, Grzegorz Bocewicz, Zbigniew Banaszak
Koszalin University of Technology
grzegorz.radzki@tu.koszalin.pl, Grzegorz.Bocewicz@tu.koszalin.pl, zbigniew.banaszak@tu.koszalin.pl
Streszczenie: Niniejszy artykuł dotyczy problemu trasowania pojazdów z ograniczonymi zasobami (VRP-TR). Rozważany problem polega na wyznaczaniu tras dostarczania i odbierania zespołów serwisowych za pośrednictwem różnych pojazdów. Model zakłada, że zespoły serwisowe działają w trybie multimodalnym, co pozwala na dostarczenie ich jednym środkiem transportu, a odbiór innym. Możliwości transportu są ograniczone przez wielkość floty pojazdów oraz liczbę dostępnych zespołów serwisowych. Uwzględniając scenariusze, w których nie wszyscy klienci mogą zostać obsłużeni na czas, badanie ma na celu opracowanie planów serwisowych, które równoważą terminowe świadczenie usług dla klientów z kosztami ponoszonymi przez dostawcę usług. Zastosowanie metod modelowania deklaratywnego umożliwiło przeprowadzenie eksperymentów obliczeniowych, których wyniki pokazują jego użyteczność w praktycznych scenariuszach, takich jak planowanie wizyt domowych opieki zdrowotnej lub wizyt serwisowych urządzeń domowych.

6.
Skalowalny system sterowania transportem oparty na PLC
Andrzej Wojtulewicz
Politechnika Warszawska, EITI, IAiIS
andrwoj@gmail.com
Streszczenie: Istotą tej pracy jest przedstawienie uniwersalnej koncepcji oprogramowania PLC i funkcjonalnej wizualizacji HMI dla rozwiązania modułowej linii transportowej. Linia składa się z szeregu niezależnych modułowych przenośników rolkowych i modułu obrotowego połączonych w spójną całość. Główną częścią pracy było opracowanie algorytmu ruchu, ale należało również uwzględnić inne funkcjonalności standardowych obiektów przemysłowych. Celem było również opracowanie wersji programu, aby można było stosunkowo łatwo dodawać kolejne moduły transportowe. Ważne było również elastyczne podejście do zadania, aby umożliwić zastosowanie proponowanego sterowania w podobnych systemach przemysłowych.

7.
Assessing the effectiveness and efficiency of selected solution approaches for two-dimensional stock cutting problems (Part III): Hybrid Approach For Printed Circuit Boards
¹Stefan Bracke, ¹Leon Hoffe, ¹Kathrin Klamroth, ²Berna Ulutas
¹University of Wuppertal, ²Eskisehir Osmangazi University
bracke@uni-wuppertal.de, leon.hoffe@uni-wuppertal.de, klamroth@math.uni-wuppertal.de, bhaktan@ogu.edu.tr
Streszczenie: In industrial production, the cutting problem is prevalent across many technical fields. The two-dimensional stock cutting problem (2DCSP) aims to minimize the scrap produced when cutting flat items from larger flat shapes. In this paper, we consider the practically relevant special case that multiple copies of the same rectangular items have to be cut out of larger rectangular stocks. This situation is relevant in the production of printed circuit boards (PCB). As the third part of a comprehensive research about different solution approaches for 2DCSP, this paper presents an algorithm for a hybrid approach that combines rulebased and mixed integer linear programming methods. While generally applicable, the method is tailored to the specific situation considered in this paper and takes advantage of the problem structure. The results of the hybrid approach are discussed in terms of practical application and are compared to the rule-based approach.

8.
Implementation of automated measuring and robotic systems for quality control and economic challenges of small-scale manufacturing in Ethiopia
Wasihun Keno, Janusz Szpytko
AGH University of Krakow
wasihun@agh.edu.pl, szpytko@agh.edu.pl
Streszczenie: Most of the manufacturing industries across all over the globe are struggling to meet the increasing demands for precision, efficiency, and cost-effectiveness nowadays. However, small-scale manufacturing sectors in Ethiopia are facing significant economic challenges, such as low product quality, human labor shortages and rising production costs. To solve these challenges, automated measuring and robotic systems are a vital solution to improve product quality while also addressing the economic challenges and to make the products meet high quality standards by reducing material waste and increasing the productivity, which in turn makes to maintain competi-tiveness in the market. This paper examines the implementation of automat-ed measurement and robotic systems in small-scale manufacturing sectors in Ethiopia, emphasizing their role in improving quality control while address-ing economic obstacles that the country is facing today. The results show that automation can improve operational efficiency with reduced waste and in-creased product quality in local and international markets.

9.
A Review of Predictive Control Algorithms for Mobile Robots in advancing a trajectory tracking: Challenges, Opportunities, and Future Directions
¹Robel Hayelom Asgedom, ²Igor Korobiichuk
¹Independent Researcher, ²Łukasiewicz Research Network – Industrial Research Institute for Automation and Measurements PIAP,
robelasgedom629@gmail.com, igor.korobiichuk@piap.lukasiewicz.gov.pl
Streszczenie: Predictive control has become a critical methodology for enhancing the autonomy, adaptability, and precision of mobile robots, particularly in trajectory tracking applications. By anticipating future system behaviors, predictive control algorithms optimize performance while adhering to system constraints, enabling effective operation in dynamic and unpredictable environments. This paper provides a comprehensive review of state-of-the-art predictive control algorithms, including Model Predictive Control (MPC), Reinforcement Learning-based Predictive Control, and Adaptive Predictive Control, analyzing their advantages, limitations, and applicability to robotic trajectory tracking tasks. Key challenges, such as computational inefficiency, sensitivity to disturbances, and scalability to real-time applications, are identified as barriers to wider adoption. To address these is-sues, prospective research directions are proposed, focusing on integrating artificial intelligence and adaptive strategies to improve computational efficiency and robustness. Future contributions aim to develop hybrid algorithms and validate them experimentally across diverse robotic platforms and terrains, ensuring practical applicability. By advancing predictive control strategies, this research seeks to support the development of robust and adaptable trajectory tracking solutions for wheeled mobile robots, with implications for autonomous vehicles, industrial automation, and military application.

10.
Rozszerzenie transformacji Floqueta-Lyapunova na ułamkowe układy liniowe z okresowymi parametrami zmiennymi w czasie i deskryptorowymi układami ułamkowymi zredukowanymi do standardowych
Tadeusz Kaczorek
Bialystok University of Technology
t.kaczorek@pb.edu.pl
Streszczenie: Rozważane są ułamkowe układy liniowe z okresowymi parametrami zmieniającymi się w czasie. Teoria Floqueta-Lapunowa jest rozszerzana na ułamkowe układy liniowe z okresowymi parametrami. Podane są wystarczające warunki, w których deskryptorowe ułamkowe układy liniowe mogą być redukowane do standardowych ułamkowych układów liniowych. Podano procedurę redukcji układów deskryptorów i zilustrowano ją prostym przykładem numerycznym.

11.
Transformacja Floqueta-Lapunowa dyskretnego modelu liniowego Roessera ze współczynnikami okresowymi
Lukasz Sajewski, Tadeusz Kaczorek
Bialystok University of Technology
l.sajewski@pb.edu.pl, t.kaczorek@pb.edu.pl
Streszczenie: Transformacja Floqueta-Lapunowa została rozszerzona na dyskretny model liniowy Roessera ze współczynnikami okresowymi. Zaproponowano procedurę obliczania transformacji i zilustrowano ją przykładem numerycznym. Podejście to zostało rozszerzone na pierwszy i drugi model Fornasiniego-Marchesiniego.

12.
Analiza numeryczna dyskretnego regulatora PID niecałkowitego rzędu, wykorzystującego aproksymacje FOBD i CFE.
Krzysztof Oprzędkiewicz
AGH Unversity
kop@agh.edu.pl
Streszczenie: W pracy zaprezentowano analizę numeryczną dyskretnego regulatora PID niecałkowitego rzędu, w którym akcje: całkująca i różniczkująca są aproksymowane z użyciem dwóch typowych aproksymacji dyskretnych: FOBD i CFE. CFE jest szybsza i prostsza, natomiast nie zawsze zapewnia wystarczającą dokładność. Dla obu badanych aproksymacji wyznaczono okres próbkowania zapewniający uch najlepszą dokładność w sensie funkcji kosztu IAE. Dodatkowo, w przypadku aproksymacji CFE w optymalizacji wykorzystano dodatkowo współczynnik „a”. Wyniki testów numerycznych wskazują, że zastosowanie aproksymacji FOBD zapewnia lepszą dokładność dla regulatorów FOPID i FOPI, natomiast dla regulatora FOPD lepszą opcją jest zastosowanie CFE. Dodatkowo, FOBD dla zapewnienia dobrej dokładności wymaga stosowania krótszego okresu próbkowania, niż CFE. Podsumowując, w krytycznych czasowo aplikacjach pracujących na sprzęcie o ograniczonej mocy obliczeniowej (np robotyka, sterowanie numeryczne lub urządzenia IoT) można rekomendować zastosowanie regulatora FOPD wykorzystującego aproksymację CFE.

13.
Symulacja sterowania kaskadowego dla dwurotorowego systemu aerodynamicznego z wykorzystaniem regulatorów FOPID oraz PID
Jakub Żegleń-Włodarczyk
AGH University of Krakow
zeglen@agh.edu.pl
Streszczenie: Dwurotorowy system aerodynamiczny to nieliniowy system, w którym występuje sprzężenie krzyżowe. W przypadku tego układu poszczególne wirniki wpływają na obie mierzone wartości: kąt azymutowy i kąt nachylenia. W związku z tym obie wartości muszą być używane w każdej pętli sprzężenia zwrotnego. Umożliwia to realizację kaskadowego układu sterowania. Zdecydowano się na zastosowanie FOPID jako regulatorów nadrzędnych i PID jako regulatorów podrzędnych. W celach porównawczych przygotowano analogiczny układ regulacji z samymi PID. Współczynniki wyznaczono za pomocą algorytmu Grey Wolf Optimizer (GWO). Wszystkie symulacje wykonano w środowisku Matlab/Simulink. Oprócz porównania wartości funkcji kosztu sprawdzono również czas wykonania poszczególnych regulatorów.

14.
Using Predictive Models to Improve the Accuracy of Dough Process Control
¹Nataliia Zaiets, ²Nataliia Lutska, ¹Lidiia Vlasenko
¹National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, ²National University of Food Technologies
z-n@nubip.edu.ua, lutskanm2017@gmail.com, vlasenko.lidia1@gmail.com
Streszczenie: Machine learning helps to build predictive models to identify possible devia-tions and is the basis for innovative solutions for adaptive and predictive process control. The paper examines examples of using various machine learning methods to optimize the dough preparation process, and assesses their impact on the quality of the final product and the efficiency of the en-tire production process. The sponge method of pre-dough preparation in-volves two-stage fermentation and is one of the traditional methods in the baking industry, which ensures a rich taste and high-quality texture of bread. The main variables of the dough preparation process have been expertly es-tablished, based on which a model for monitoring and optimizing the main variables of the dough preparation process, which are target ones, is formed. The dough preparation process includes determining the optimal values of the initial variables characterizing the final quality of the dough. To achieve target values, models are used that predict them based on the current values of the input variables, including control and disturbing variables. Regression tree models were developed to predict various parameters, which made it possible to accurately determine the relationship between input and output variables. The patternsearch method has shown high efficiency in problems with non-smooth functions, namely, visible phenomena character-istic of real technological processes. Having indicated the need to use local minimum values and exclude stability to achieve optimal indicators, the method has shown positive results at the stages of training and testing mod-els. As a result, optimization of the technological parameters of the dough preparation model for an additional direct search method has been achieved, and significant improvements in the accuracy of the automated process con-trol system have been achieved.

15.
Automatyzacja klasyfikacji i predykcji w praktyce nefrologicznej: projekt systemu eksperckiego – badania wstępne
¹Dawid Pawuś, ¹Szczepan Paszkiel, ²Tomasz Porażko
¹Opole University of Technology, Faculty of Electrical Engineering, Automatic Control and Informatics, ²Department of Internal Medicine and Nephrology, Institute of Medical Sciences, University of Opole
dawid.pawus@student.po.edu.pl, s.paszkiel@po.edu.pl, tomasz.porazko@usk.opole.pl
Streszczenie: W tym badaniu zbadano rozwój modułowego systemu eksperckiego zaprojektowanego w celu zautomatyzowania kluczowych aspektów opieki nefrologicznej, skupiając się na przewidywaniu, klasyfikacji i wspomaganiu decyzji. Badania obejmują wstępne wyniki z dwóch wdrożonych modułów — przewidywania wyników badań laboratoryjnych przy użyciu uczenia maszynowego i wspierania klasyfikacji ryzyka w idiopatycznej nefropatii błoniastej. Modele uczenia maszynowego, takie jak adaptacyjny model predykcyjny wejścia-wyjścia, wykazały wysoką wydajność w przewidywaniu wyników laboratoryjnych z dużą dokładnością. System klasyfikacji ryzyka w idiopatycznej nefropatii błoniastej wykorzystał oparte na regułach algorytmy eksperckie i uczenie maszynowe w celu poprawy podejmowania decyzji klinicznych, osiągając dokładność decyzji wyższą niż historyczne decyzje kliniczne. Te wstępne ustalenia podkreślają potencjał sztucznej inteligencji w zakresie zwiększania dokładności diagnostycznej, usprawniania opieki nad pacjentem i poprawy wyników w nefrologii.

16.
BADANIA ULTRADŹWIĘKOWE NISZCZENIA MIKROALGI ZA POMOCY KASKADOWEJ INSTALACJI EMISYJNEJ
¹Vladyslav Shybetskyi, ²Igor Korobiichuk, ³Sergii Kostyk, ³Oleksii Kolisnichenko, ³Myroslava Kalinina
¹Łukasiewicz Research Network – Industrial Research Institute for Automation and Meas-urements PIAP, ²Warsaw University of Technology, ³National Technical University of Ukraine, Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
vladyslav.shybetskyi@piap.lukasiewicz.gov.pl, igor.korobiichuk@piap.lukasiewicz.gov.pl, kostyk.serhii@lll.kpi.ua, Kaa2001@ukr.net, kalinina.kpi@gmail.com
Streszczenie: Zbadano ultradźwiękowy rozpad komórek mikroalgi przy użyciu kaskadowej instalacji emisyjnej, skupiając się na kulturach Chlorella. Przeprowadzono symulację komputerową w celu modelowania rozkładu ciśnienia, naprężeń ścinających i efektów kawitacji w urządzeniu. Wyniki symulacji ujawniły maksymalne ciśnienie akustyczne 3416 Pa i największe odkształcenie powierzchni wzdłuż osi Y przy 2,863 × 10⁻⁹ m, co potwierdza słuszność częstotliwości roboczej i konstrukcji urządzenia. Badania eksperymentalne pokazay wpływ mocy ultradźwiękowej, czasu napromieniowania i stężenia zawiesiny na rozpad komórek. Największą redukcję komórek (68,24%) zaobserwowano przy stężeniu 1:1 i maksymalnej mocy po 20 minutach, przy czym znaczące redukcje wystąpiły w ciągu pierwszych 3-5 minut. Przy stężeniu 1:3 redukcja komórek osiągnęła 52,17%, co dowodzi zależność od stężenia wydajności ultradźwięków. Eksperymenty bez cyrkulacji cieczy wykazały nasilenie kawitacji, osiągając 63,27% redukcji przy stężeniu 1:3. Te odkrycia podkreślają skuteczność technologii ultradźwiękowej w zwiększaniu dezintegracji mikroalgi w celu ekstrakcji biopaliw i lipidów, zapewniając podstawę do optymalizacji systemów ultradźwiękowych w zastosowaniach przemysłowych.

17.
Modelowanie oscylacji powierzchni emitera ultradźwięków w ultradźwiękowych procesach wspomagających
¹Vladyslav Shybetskyi, ¹Igor Korobiichuk, ²Myroslava Kalinina, ²Daryna Khyzhna, ²Zlata Shopova
¹Łukasiewicz Research Network – Industrial Research Institute for Automation and Meas-urements PIAP, ²National Technical University of Ukraine, Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
vladyslav.shybetskyi@piap.lukasiewicz.gov.pl, igor.korobiichuk@piap.lukasiewicz.gov.pl, kalinina.kpi@gmail.com, dariakhyzhna@gmail.com, zsshopova@gmail.com
Streszczenie: Systemy ultradźwiękowe są szeroko stosowane do ulepszania procesów chemicznych, fizycznych i środowiskowych, w tym koagulacji cząstek, kawitacji i akustoforezy. Jednak dokładne modelowanie ruchu powierzchni emitera pozostaje wyzwaniem ze względu na jego złożoną interakcję z otaczającymi mediami. Niniejsze badania zajmują się tym problemem, opracowując metodę, która bierze pod uwagę kierunkowe przemieszczenia wszystkich powierzchni emitera w kontakcie z płynem w trzech osiach. Niniejsze badanie eksploruje nowe podejście do modelowania oscylacji powierzchni emitera ultradźwiękowego w obliczeniowej dynamice płynów. Metodologia obejmuje określanie częstotliwości naturalnych i kształtów modalnych za pomocą analizy modalnej, a następnie symulowanie kierunkowych przemieszczeń powierzchni w analizie akustyki harmonicznej. Podejście to poprawia dokładność rozkładu ciśnienia i przewidywań pola przepływu poprzez włączenie realistycznych warunków brzegowych, takich jak sinusoidalne profile przemieszczeń i podejście siatki dynamicznej. Wyniki te są weryfikowane na podstawie danych eksperymentalnych, co potwierdza niezawodność modelu w przewidywaniu zachowania płynu pod wpływem wzbudzenia ultradźwiękowego..

18.
The sensor fault tolerance estimation scheme by reduction model for strongly-coupled systems
¹Viacheslav Ivashchuk, ²Igor Korobiichuk
¹National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, ²Łukasiewicz Research Network – Industrial Research Institute for Automation and Meas-urements PIAP
v.ivaschuk@nubip.edu.ua, igor.korobiichuk@pw.edu.pl
Streszczenie: In this paper, the algorithm of a fault-tolerant estimation that is capable of handling sensor full faults in addition to modelling uncertainties had been represented. The represented implicit approach allows estimation state for some smaller tolerance without the need for accurate information from the faulted sensor. In most cases, the only part of system is measured. In that way, the researching dominant functions of processes allows for deeper understanding of data provenance. Obviously, the observable nonlinear systems are not diffeomorphic to linear systems up to output actions and inputs of those systems may do not distinguish some number of different initial states. Based on some practical estimations for partly dependent variables, we provide empirical guarantees on the recovery rate of the sparse variables and the identification of the trusty example functions for the corresponding problem. So that makes demand to the complexity of the singular inputs analysis, although a complete theory which allows the design of an observer for these unobservable systems does not exist. Computational results are demonstrated on datasets generated by the technological object.

19.
Zastosowanie pasywnego, wydrukowanego 3d egzoszkieletu do pomiaru zakresów ruchu kończyny górnej
¹Jan Oleksiuk, ¹Piotr Falkowski, ²Mateusz Zadrożniak, ²Julia Wilk
¹Lukasiewicz Research Network – Industrial Research Institute for Automation and Measurements PIAP, ²Warsaw University of Technology
jan.oleksiuk@piap.lukasiewicz.gov.pl, piotr.falkowski@piap.lukasiewicz.gov.pl, mateusz.zadrozniak@gmail.com, julia.wilk.kontakt@outlook.com
Streszczenie: Implementacja egzoszkieletów do zdalnej rehabilitacji ruchowej stanowi rozwiązanie dla rosnącego zapotrzebowania terapii w starzejącym się i rozwijającym społeczeństwie, oferując skuteczne usługi terapeutyczne, zmniejszając obciążenie pracą terapeutów, a potencjalnie także obniżając koszty, zwłaszcza w kontekście realiów pandemii. W niniejszym badaniu przeanalizowano proces walidacji możliwości pomiaru zakresu ruchu kończyny górnej za pomocą niestandardowego, wydrukowanego w 3D pasywnego egzoszkieletu o 5 stopniach swobody (DOF), wyposażonego w optyczne enkodery obrotowe. Czterech zdrowych uczestników wykonało 2 ćwiczenia obejmujące złożone ruchy stawów ramiennych i łokciowych podczas noszenia egzoszkieletu. Dane uzyskane z egzoszkieletu porównano z danymi z systemu Motion Capture System (MSC) użytego w poprzednim badaniu. Zaobserwowano znaczące różnice w średnich wartościach osiągniętych zakresów, prędkości i przyspieszeń dla różnych kątów stawów; jednakże na wykresach zakresów uzyskano zadowalające wyniki. W badaniu omówiono możliwe przyczyny różnic w pomiarach kątów stawów pomiędzy metodologiami egzoszkieletu a MSC. Podkreślono przeszkody związane z konstrukcją egzoszkieletu oraz różnice w wzorcach ruchu uczestników.

20.
Adaptacja wielkogabarytowej, modułowej drukarki-frezarki do druku 3D z betonu
Wojciech Kiński, Przemysław Siwicki, Jacek Zieliński, Michał Smater
Łukasiewicz Research Network – Industrial Institute of Automation and Measurements PIAP
wojciech.kinski@piap.lukasiewicz.gov.pl, przemyslaw.siwicki@piap.lukasiewicz.gov.pl, jacek.zielinsk@piap.lukasiewicz.gov.pl, michal.smater@piap.lukasiewicz.gov.pl
Streszczenie: Niniejszy artykuł dotyczy przystosowania modułowej, wielkogabarytowej drukarko-frezarki do druku z betonu, w celu możliwości wykorzystania w automatyzacji w budownictwie. Zespół badawczy Łukasiewicz-PIAP, w którego skład wchodzą autorzy niniejszego artykułu, proponuje przystosowanie istniejącej konstrukcji do druku 3D z betonu. Rozwiązaniem opisanym w niniejszym artykule jest przebudowa narzędzia wykonawczego i odpowiedniego oprogramowania podzespołu wraz z doborem parametrów procesu wytwarzania. W wyniku prac pokazano przykład wykorzystania przebudowanej konstrukcji: druk pełnowymiarowych schodów betonowych.

21.
Zautomatyzowane testowanie poprawności procesu na linii produkcyjnej w oparciu o technikę RFID
¹Arkadiusz Stęchły, ¹Bartosz Pawłowicz, ²Marek Ruman, ¹Bartosz Trybus, ¹Adrian Kosior
¹Politechnika Rzeszowska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki, ul. Wincentego Pola 2, 35-021 Rzeszów, ²Elcont sp.z o.o. Trzebownisko 928c 36-001 Trzebownisko
a.stechly@prz.edu.pl, barpaw@prz.edu.pl, mruman@elcont.pl, btrybus@prz.edu.pl, adrian.kosior@kneiti.prz.edu.pl
Streszczenie: Technika RFID pozwala na zautomatyzowanie procesów produkcyjnych, szczególnie w zakresie kontroli jakości, zarządzania zasobami i optymalizacji produkcji. W ramach przedstawionego rozwiązania zaprojektowany i skonstruowany został model laboratoryjny linii produkcyjnej, wykorzystujący identyfikatory RFID do identyfikacji poprawności obróbki komponentów na różnych etapach przetwarzania oraz uch ostatecznego sortowania. Wyniki testów potwierdzają skuteczność systemu w klasyfikacji produktów oraz wskazują na wpływ orientacji i odległości pomiędzy identyfikatorami a czytnikami na wydajność systemu.

22.
Efektywność identyfikacji obiektów w magazynach wykorzystujących technikę RFID
¹Karol Siwiec, ¹Michał Ćmil, ¹Andrzej Paszkiewicz, ²Bartosz Pawłowicz, ³Łukasz Pachla
¹Zakład Systemów Złożonych, Politechnika Rzeszowska, ²Zakład Systemów Elektronicznych i Telekomunikacyjnych, Politechnika Rzeszowska, ³Wydział Elektrotechniki i Informatyki, Politechnika Rzeszowska
k.siwiec@prz.edu.pl, m.cmil@prz.edu.pl, andrzej.paszkiewicz@prz.edu.pl, barpaw@prz.edu.pl, 177135@stud.prz.edu.pl
Streszczenie: Technika RFID odgrywa kluczową rolę w automatyzacji procesów logistycznych, umożliwiając szybką i bezdotykową identyfikację obiektów w rozproszonych środowiskach magazynowych. W artykule przeanalizowano koncepcję badań nad efektywnością tej technologii, skupiając się na szybkości odczytu i sprawności samych czytników RFID w różnych warunkach operacyjnych. Największą uwagę zwrócono na wydajność systemów RFID zależną zarówno od konstrukcji urządzeń, jak i od czynników środowiskowych, takich jak wilgotność, zasłonięcie identyfikatorów oraz rozmieszczenie anten. Wstępne pomiary potwierdzają, że optymalne wdrożenie RFID może znacząco zwiększyć efektywność zarządzania zapasami, jednocześnie minimalizując błędy w identyfikacji, co czyni tę technikę przyszłością logistyki i zarządzania magazynem.

23.
System automatycznego regulowania temperatury w żelazku w oparciu technikę RFID
Marcin Goral, Bartosz Pawłowicz, Paweł Wróbel, Nikita Bailiuk
Politechnika Rzeszowska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki, ul. Wincentego Pola 2, 35-021 Rzeszów
m.goral@prz.edu.pl, barpaw@prz.edu.pl, 164130@o365.prz.edu.pl, n.bailiuk@prz.edu.pl
Streszczenie: Artykuł prezentuje innowacyjny projekt żelazka zintegrowanego z technologią RFID, które jest częścią szerszej koncepcji Internetu Rzeczy Tekstyliów (IoTT). Celem projektu było opracowanie urządzenia zdolnego do automatycznego odczytu informacji z tagów RFID wszytych w tkaniny oraz dynamicznego dostosowywania temperatury prasowania do rodzaju materiału. W pracy opisano budowę urządzenia, w tym konstrukcję płytki PCB, układ sterowania mocą grzewczą oraz zastosowane rozwiązania minimalizujące zakłócenia elektromagnetyczne.

24.
Realizacja bloków funkcjonalnych IEC 61131-3 za pomocą maszyn stanowych PIO
¹Marcin Hubacz, ²Bartosz Trybus, ¹Bartosz Pawłowicz
¹Rzeszow University of Technology, ²Rzeszów University of Technology
m.hubacz@prz.edu.pl, btrybus@kia.prz.edu.pl, barpaw@prz.edu.pl
Streszczenie: W pracy omówiono implementację bloków funkcjonalnych zgodnych z normą IEC 61131-3 z wykorzystaniem maszyn stanowych PIO (Programmable Input/Output) dostępnych w układach takich jak RP2040. Zaproponowano hybrydową architekturę sterownika, w której główny algorytm sterowania jest realizowany w językach IEC 61131-3 poprzez maszynę wirtualną, ale ze wsparciem bloków natywnych PIO. Analizowano różne implementacje bloków RS, SR i CTD z użyciem PIO, porównując czas ich realizacji z implementacją w języku ST. Wykazano, że bloki natywne PIO są wielokrotnie szybsze niż te wykonywane przez maszynę wirtualną. Mimo pewnych ograniczeń, takich jak konieczność wcześniejszego zaprogramowania bloków w firmware czy ograniczona liczba instrukcji w blokach PIO, rozwiązanie to oferuje istotne korzyści w aplikacjach, gdzie czas wykonywania operacji jest kluczowy.

25.
Algorytm przeszukiwania z zakazami do optymalizacji czasu komunikacji w środowisku inżynierskim CPDev
Andrzej Bożek, Dariusz Rzonca
Rzeszow University of Technology
abozek@kia.prz.edu.pl, drzonca@kia.prz.edu.pl
Streszczenie: Wydajna komunikacja jest konieczna dla prawidłowej pracy rozproszonych systemów sterowania. Niniejszy artykuł poświęcony jest problemowi skrócenia czasu cyklu komunikacyjnego podczas odczytu mieszanych danych rejestrowo-binarnych w protokole Modbus ze sterownika przemysłowego, zwłaszcza implementującego pakiet inżynierski CPDev. Do optymalizacji zaprojektowano i zaimplementowano algorytm przeszukiwania z zakazami (tabu-search). Wykonano obszerne eksperymenty obliczeniowe i zestawiono ich wyniki z rezultatami wcześniejszych badań, w których do tego samego problemu użyto programowania z ograniczeniami. Porównanie wyników wykazało, że nowy algorytm jest znacznie szybszy i dzięki temu nadaje się do praktycznego zastosowania w planowaniu komunikacji Modbus dla środowiska CPDev w czasie rzeczywistym.

26.
ZINTEGROWANY SYSTEM ROBOTYCZNY: EKSPERYMENTALNA WALIDACJA BŁĘDU ROBOT DETEKCYJNY DLA ŻURAWI
¹Arun Kumar Yadav, ²Janusz Szpytko
¹AGH University of Science & Technology, ²AGH University of Krakow
yadav@agh.edu.pl, szpytko@agh.edu.pl
Streszczenie: Celem artykułu jest zaproponowanie nowego modelu magnesu robot wspinaczkowy na kółkach przeznaczony do wspinania się po różnego rodzaju konstrukcjach m.in istotne przeszkody, poza inspekcją statków przemysłowych wykonanych z różnych materiałów, w tym materiałów nieferromagnetycznych. Kontrola polega na żywo strumieniowanie wideo powierzchni inspekcyjnej, wykrywanie powierzchni i podpowierzchni pęknięć przy użyciu układu czujników GMR. Konstrukcja składa się głównie z elastycznego materiału konstrukcja robota mobilnego z czterema specjalnie zaprojektowanymi kołami magnetycznymi. Jakiś Zastosowano ulepszony sposób przyczepności magnetycznej za pomocą kół magnetycznych system przyczepności dla tego robota wspinaczkowego. System ten generuje wymagane siłę przyczepności, aby utrzymać robota na wspinających się powierzchniach. Symulacja dynamiczna oraz obliczenia gęstości strumienia magnetycznego przy użyciu programów ADAMS i MES i gwarantuje powodzenie tego pomysłu. Testy eksperymentalne sprawdzające możliwości robota inspekcyjnego, wspinającego się po różnych powierzchniach, takich jak gładkie, szorstkie, płaskie i powierzchnie cylindryczne, takie jak rzeczywiste naczynie, zostały pomyślnie przeprowadzone. Ponadto, robot zatrzymuje się dokładnie na wzniesionej powierzchni w dowolnym miejscu do celów inspekcyjnych i pokonuje znaczne przeszkody o średnicy do 40 mm. Ten proponowaną wspinaczkę można wszczepić dla branż takich jak petrochemiczna, budownictwo, mosty i wiele innych, gdzie regularnie przeprowadzana jest kontrola spawów i wymagana jest grubość ścianki. Ale tutaj głównym zadaniem motywacyjnym jest inspekcja dźwigarów suwnic pomostowych, dla których ten robot jest proponowany.

27.
Industrial robot toolpath generation using Ramer-Douglas-Peucker method with arc recognition
¹Mantas Makulavicius, ²Kira Kiruta, ¹Ugnė Piliukaitytė, ¹Justas Makutėnas, ³Andrius Dzedzickis
¹Vilnius Gediminas Technical University, ²Klaipeda University, ³Vilnius Gediminas technical university
m.makulavicius@vilniustech.lt, kira.kiruta@ku.lt, ugne.piliukaityte@stud.vilniustech.lt, justas.makutenas@vilniustech.lt, andrius.dzedzickis@vilniustech.lt
Streszczenie: The efficiency of robot control methods and the accuracy of their move-ments are often hindered by the complexity of defining motion paths. Com-monly, these paths are represented by numerous linear segments, resulting in redundant motion commands, reduced smoothness, and velocity. To address these issues, this study investigates the application of mathematical algo-rithms, specifically the Ramer-Douglas-Peucker (RDP) method and higher-order polynomial interpolation, to optimize robot toolpaths. The RDP algo-rithm minimizes redundant points while retaining the trajectory’s overall shape, enhancing process speed and reducing energy costs. In addition, arc recognition is implemented to replace multiple linear operations with circular or arc-based motions, improving efficiency and reducing code complexity. The research employs RoboDK and Python API for offline programming, with experimental validation conducted on the Yaskawa Motoman HC10DTP robot. Results demonstrate that these methods can significantly reduce toolpath execution times – up to 3.7 times in certain cases – without significantly compromising trajectory accuracy. These approaches are appli-cable across various industries, including milling, painting, welding, and grinding, where smooth and precise motion is critical.

28.
Wykrywanie podatności w odometrii robota mobilnego
Daniel Giełdowski, Wojciech Szynkiewicz
Warsaw University of Technology
daniel.gieldowski.dokt@pw.edu.pl, Wojciech.Szynkiewicz@pw.edu.pl
Streszczenie: Cyberbezpieczeństwo jest kluczową kwestią dla robotów społecznych i usługowych. Ze względu na ich bezpośrednią interakcję z ludźmi, niezbędne jest wdrożenie odpowiednich środków bezpieczeństwa. Niniejszy artykuł dotyczy wyzwania, jakim jest wykrywanie luk w odometrii spowodowanych cyberatakami na czujniki pokładowe robota. Odometria jest podstawową metodą względnej lokalizacji stosowaną w autonomicznych robotach. Proponowane podejście polega na automatycznym wykrywaniu anomalii w zachowaniu robota, które mogą wynikać z cyberataku. Do identyfikacji takich anomalii wykorzystujemy autoenkoder trenowany na danych zebranych podczas normalnej pracy robota. Wyniki eksperymentów z rzeczywistym robotem pokazują skuteczność proponowanej metody w wykrywaniu podatności w odometrii robota.

29.
DEFINICJA I ANALIZA WSKAŹNIKA STOPNIA ZAGROŻENIA BEZPIECZEŃSTWA LOTU SAMOLOTU WZDŁUŻ OPTYMALNEJ TRAJEKTORII OMIJANIA RUCHOMYCH PRZESZKÓD
Jerzy Graffstein
Łukasiewicz Institute of Aviation
jerzy.graffstein@ilot.edu.pl
Streszczenie: Zapewnienie bezpiecznego unikania kolizji z ruchomymi przeszkodami w czasie lotu wymaga przeprowadzenia kilkuetapowych działań. W ich zakresie jest wykrycie przeszkód, zidentyfikowanie możliwości potencjalnych kolizji, wyliczenie bezpiecznej trajektorii lotu, która ma na celu ominięcie przeszkód. Istotne jest wykonanie analizy wyliczonej trajektorii pod względem jej bezpiecznej realizacji. W pracy przedstawiono sposób w jaki wykonywana jest analiza bezpieczeństwa omijania przeszkód za pomocą wskaźnika. Omówiono sposób sformułowania tego wskaźnika oraz jego wykorzystanie na etapie przygotowania i realizacji trajektorii omijania przeszkód. Obliczenia trajektorii przeprowadzono rozwiązując zagadnienie optymalizacji metodą roju cząstek (PSO). Bezpieczeństwo uzyskanych w ten sposób przykładowych manewrów opisywały wyliczone przebiegi wskaźnika stopnia zagrożenia bezpieczeństwa.

30.
Design of a Human-Assistance Robot System with Contextual Action Recognition
Amanuel Ergogo, Teresa Zielińska
Warsaw University of Technology
amanuel.ergogo@gmail.com, Teresa.Zielinska@pw.edu.pl
Streszczenie: This paper presents a conceptual design for a proactive human-assisting robot system capable of recognizing human activities and responding proactively. The system leverages contextual human activity recognition to interpret human actions across diverse contexts, while behavior trees are utilized to define dynamic and interpretable robot behaviors. We outline the system architecture, incorporating contextual human action recognition (HAR), behavior trees (BTs), and ROS, using the Spot robot platform as a representative example. We explain how HAR enables the robot to provide proactive assistance, discuss its limitations, and introduce methodologies for contextual HAR to address these limitations, thereby enhancing the robot’s decision-making in complex human activity scenarios.

31.
AR wspomagane uczeniem maszynowym dla niezależnej rehabilitacji kończyn dolnych
Andrzej Ziemnicki, Norbert Mostowski, Piotr Skrzypczynski
Poznan University of Technology
a-ziemnicki@wp.pl, norbert.mostowski@student.put.poznan.pl, piotr.skrzypczynski@put.poznan.pl
Streszczenie: W artykule przedstawiono innowacyjny system rzeczywistości rozszerzonej zaprojektowany w celu wspierania rehabilitacji kończyn dolnych u pacjentów neurologicznych, takich jak osoby po udarze mózgu. Wykorzystując algorytmy szacowania pozy oparte na uczeniu maszynowym i oprogramowanie oparte na Unity, system umożliwia pacjentom autonomiczne wykonywanie ćwiczeń bez potrzeby stosowania zewnętrznych czujników lub stałego nadzoru. Opierając się wyłącznie na danych z kamery RGB z okularów AR, system oferuje interaktywne i angażujące sesje rehabilitacyjne, które można wykonywać w domu. Wyniki eksperymentów pokazują wykonalność tego opłacalnego rozwiązania.

32.
Rekonfigurowalny Egzoszkielet Rehabilitqacyjny Umożliwiający Rehabilitację w Wielu Pozycjach.
Piotr Kołodziejski, Piotr Falkowski
Łukasiewicz Research Network – Industrial Research Institute for Automation and Measurements PIAP
piotr.kolodziejski@piap.lukasiewicz.gov.pl, piotr.falkowski@piap.lukasiewicz.gov.pl
Streszczenie: Większość obecnie opracowywanych egzoszkieletów jest przeznaczona do stosowania podczas pojedynczej aktywności lub tylko w jednej z głównych pozycji rehabilitacyjnych, co oznacza, że tylko część terapii może być wspierana przez jedno urządzenie, a reszta musi być prowadzona tradycyjnie bądź obejmować inne urządzenia. Stąd pomysł na umoliwienie jednemu robotowi obsługi wielu stanowisk rehabilitacyjnych. Celem tych badań było stworzenie ramy, która pozwoliłaby egzoszkieletowi pomagać zarówno w pozycji siedzącej, jak i leżącej podczas wielu etapów rekonwalescencji i większości możliwych ćwiczeń. W oparciu o przykładowy egzoszkielet z polskiego instytutu badawczego i zgodnie z kryteriami antro pometrycznymi zbadano szereg konstrukcji, ze szczególnym uwzględnieniem modułowości i możliwości rehabilitacji w wielu pozycyjach. Wszystkie przetestowane podejścia do projektowania ramy zostały opisane w artykule. Przeprowadzono dodatkowo analizę MES ostatecznej wersji, aby być pewnym jej adekwatności do wykonywanego zadania.

33.
Analiza kompensacji anatomicznych czynności życia codziennego do zastosowania w automatycznej wzpieranej egzoskzieletem fizjoterapii funkcjonalnej
¹Piotr Falkowski, ¹Maciej Pikuliński, ²Tomasz Osiak, ²Kajetan Jeznach, ²Krzysztof Zawalski, ²Piotr Kołodziejski, ²Jan Oleksiuk, ²Andrzej Zakręcki, ³Daniel Śliż, ³Przemysław Kasiak, ⁴Natalia Osiak
¹ŁUKASIEWICZ Research Network – Industrial Research Institute of Automation and Measure-ments PIAP, ²ŁUKASIEWICZ Research Network – Industrial Research Institute of Automation and Measurements PIAP, ³Medical University of Warsaw, ⁴Z Miłości Do Kości
piotr.falkowski@piap.lukasiewicz.gov.pl, maciej.pikulinski.dokt@pw.edu.pl, tomasz.osiak@awf.edu.pl, kajetan.jeznach@piap.lukasiewicz.gov.pl, krzysztof.zawalski@piap.lukasiewicz.gov.pl, piotr.kolodziejski@piap.lukasiewicz.gov.pl, jan.oleksiuk@piap.lukasiewicz.gov.pl, zakrecki@agh.edu.pl, sliz.daniel@gmail.com, przemyslaw.kasiak1@gmail.com, kontakt@z-milosci-do-kosci.pl
Streszczenie: Badanie dotyczy kompensacji anatomicznych u pacjentów wykonujących czynności życia codziennego (ADL) podczas fizjoterapii wspomaganej egzoszkieletem. Pacjenci ze schorzeniami neurologicznymi często wykazują ruchy kompensacyjne z powodu zmniejszonej siły mięśniowej i ograniczonego zakresu ruchu, co potencjalnie prowadzi do nieprawidłowych wzorców ruchu i nierównomiernego obciążenia układu mięśniowo-szkieletowego. Analizując dane kinematyczne z 22 ADL mierzonych za pomocą inercyjnych jednostek pomiarowych (IMU), badania pozwolił zidentyfikować typowe zachowania kompensacyjne przypisane do modelowanych stopni swobody (DOF) kończyny. Wyniki wykazały, że skuteczne monitorowanie i korygowanie tych kompensacji ma zasadnicze znaczenie dla poprawy wyników rehabilitacji. Opracowane modele będą stanowić podstawę dla systemu sterowania egzoszkieletu SmartEx-Home, umożliwiając zindywidualizowane wsparcie ruchu i wspieranie prawidłowych technik ruchu w celu poprawy powrotu pacjenta do zdrowia i uzyskania niezależności w codziennych czynnościach.

34.
Wykorzystanie sztucznych sieci neuronowych do wykrywania minimalnych wzorców ruchu w celu sterowania urządzeniami wspomagającymi przez pacjentów z dużym stopniem niepełnosprawności
¹Krzysztof Zawalski, ¹Piotr Kołodziejski, ²Piotr Falkowski
¹Industrial Research Institute for Automation and Measurements PIAP, ²ŁUKASIEWICZ Research Network – Industrial Research Institute of Automation and Measure-ments PIAP
krzysztof.zawalski@piap.lukasiewicz.gov.pl, piotr.kolodziejski@piap.lukasiewicz.gov.pl, piotr.falkowski@piap.lukasiewicz.gov.pl
Streszczenie: Rosnąca liczba osób o ograniczonej mobilności, szczególnie wśród starzejącej się populacji, podkreśla potrzebę rozwoju zaawansowanych technologii wspomagających. Niniejsze badanie analizuje potencjał wykorzystania systemu pomiarowego opartego na jednostkach pomiaru inercyjnego (IMU) w połączeniu z algorytmami uczenia maszynowego do wykrywania minimalnych ruchów głowy w celu sterowania urządzeniami wspomagającymi. Przeprowadzono eksperymenty z użyciem sensorów IMU, które rejestrowały i klasyfikowały osiem różnych ruchów głowy na podstawie zbioru danych obejmującego około 11 000 próbek. Przetestowano różne architektury sieci neuronowych, z których model 5LSTM+2FC+ATT osiągnął najwyższą dokładność klasyfikacji ruchów na poziomie 85%. Wyniki pokazują, że IMU mogą skutecznie umożliwiać komunikację między pacjentami z poważnymi niepełnosprawnościami a technologiami wspomagającymi, co potencjalnie zwiększa ich niezależność w codziennym życiu. Przyszłe prace będą koncentrować się na optymalizacji rozmieszczenia sensorów oraz poprawie adaptacyjności modelu do indywidualnych potrzeb użytkowników poprzez personalizację rozpoznawania ruchów.

35.
Wizyjny algorytm automatycznego zliczania owoców z wykorzystaniem BSP
Hubert Szolc, Mateusz Wąsala, Remigiusz Mietła, Kacper Iwicki, Tomasz Kryjak
AGH University of Krakow
szolc@agh.edu.pl, wasala@agh.edu.pl, mietla@student.agh.edu.pl, kacperiwicki@student.agh.edu.pl, tomasz.kryjak@agh.edu.pl
Streszczenie: Wykorzystanie bezzałogowych statków powietrznych (BSP) do zadań związanych z inteligentnym rolnictwem staje się coraz bardziej popularne. Świadczą o tym najnowsze prace naukowe, a także różne konkursy organizowane w tej tematyce. Z tego względu w tej pracy przedstawiamy system automatycznego zliczania owoców przy pomocy BSP. Do ich detekcji nasze rozwiązanie wykorzystuje algorytm wizyjny przetwarzający strumienie z kamery RGB i czujnika głębi za pomocą klasycznych operacji na obrazach. Nasz system umożliwia także planowanie trajektorii lotu i jej realizację z uwzględnieniem minimalizacji czasu lotu i pokonanego dystansu. Proponowane rozwiązanie przetestowaliśmy symulacyjnie uzyskując średni wynik 87.27/100 punktów z łącznej liczby 500 misji. Zgłosiliśmy je również do UAV Competition zorganizowanego w ramach konferencji ICUAS 2024, gdzie uzyskaliśmy średni wynik 84.83/100 punktów, zajęliśmy 6. miejsce w stawce 23 zespołów i awansowaliśmy do finału.

36.
Projekt i prototyp mechatroniczny pojazdu samobalansującego
Filip Gomoracki, Robert Piotrowski
Gdańsk University of Technology
fgomoracki@gmail.com, robert.piotrowski@pg.edu.pl
Streszczenie: Celem artykułu jest budowa mechaniczno-elektrycznego pojazdu samobalansującego. Projekt powstał na podstawie szeregu założeń technicznych i obejmuje: dobór materiałów do stworzenia części mechanicznej, projektowanie elementów niestandardowych przeznaczonych do produkcji technologią druku 3D, stworzenie projektu w programie CAD, dobór elementów elektronicznych, zaprojektowanie układu elektronicznego oraz projekt pilota do zdalnego sterowania. Następnie powstał prototyp pojazdu wraz z oprogramowaniem pozwalającym na samobalansowanie pojazdu oraz sterowanie nim za pomocą pilota.

37.
Characterization of Piezo-resistive Film Using Accurate Micro-Robotic System
Viktor Masalskyi, Jurate Jolanta Petroniene, Antanas Zinovicius, Marius Šumanas, Andrius Dzedzickis, Vytautas Bučinskas
Vilnius Gediminas Technical University, Vilnius LT-10223, Lithuania
viktor.masalskyi@vilniustech.lt, jurate-jolanta.petroniene@vilniustech.lt, antanas.zinovicius@vilniustech.lt, marius.sumanas@vilniustech.lt, andrius.dzedzickis@vilniustech.lt, vytautas.bucinskas@vilniustech.lt
Streszczenie: Recent growth in the widespread implementation of piezoresistive materials and their development raises a need for research on their characteristics, especially in the case of biopolymers. This research focuses on the defining of electrical characteristics of k-carrageenan-based piezoresistive film intended to be used as a transducer in force and pressure sensors. This film was prepared using the natural polysaccharide derived from Baltic seaweed Furcellaria lumbricalis; therefore, it is cheap and biodegradable. The main issue is material inhomogeneity due to natural reasons, surface microstructure, and various additives such as Fe2O3, which behave as a semiconductor. Characterization of the force-sensitive film was performed by using a high-accuracy micropositioning system combined with a resistance measurement device. The obtained results show the distribution of material resistance in the form of a map and support the hypothesis that real material surface area strongly differs from the geometric one, the film surface is not uniform, and has microcapillaries, therefore accurate definition of film surface charge transfer mechanism and its efficiency require experimental evaluation before implementing such film in practical measurement application.

38.
Gładkie przechodzenie wewnątrz/zewnątrz budynku przy pozycjonowaniu UWB/GNSS w bezzałogowych pojazdach naziemnych
¹Konrad Jurczyński-Chu, ²Arkadiusz Perski
¹Warsaw University of Technology, ²Łukasiewicz Research Network – Industrial Research Institute for Automation and Measurements PIAP
chukonrad@gmail.com, arkadiusz.perski@piap.lukasiewicz.gov.pl
Streszczenie: Metody pozycjonowania w czasie rzeczywistym oparte na UWB (Ultra-Wide Band) i GNSS (Global Navigation Satellite System) były przedmiotem szeroko zakrojonych badań i dobrze sprawdzają się w swoich optymalnych środowiskach. Jednak ich optymalne środowiska w praktycznym zastosowaniu zazadniczo wykluczają się wzajemnie; opłacalny, wszechobecny system pozycjonowania wewnątrz/zewnątrz budynku musi wykorzystywać oba systemy, aby zapewnić niezawodne informacje o położeniu we wszystkich środowiskach. Jednocześnie nie ma potrzeby uwzględniania informacji GNSS w obszarach pozbawionych dostępu do GNSS (wewnątrz) z zasięgiem UWB. Dlatego też konieczne jest przełączanie między systemami jako ostatecznym źródłem informacji o położeniu pojazdu. W niniejszym artykule przedstawiono niektóre podejścia do przejścia między pozycjonowaniem UWB i GNSS bezzałogowego pojazdu naziemnego.

39.
Rozszerzona rzeczywistość: ocena dokładności skanowania 3D w Meta Quest 3
Oleksii Shatokhin, Vytautas Bučinskas, Sigitas Petkevičius, Nikolaj Šešok, Alfredas Kerulis, Antanas Zinovičius
Vilniaus Gedimino technikos universitetas
oleksii.shatokhin@vilniustech.lt, vytautas.bucinskas@vilniustech.lt, sigitas.petkevicius@vilniustech.lt, nikolaj.sesok@vilniustech.lt, alfredas.kerulis@vilniustech.lt, antanas.zinovicius@vilniustech.lt
Streszczenie: Szybki rozwój technologii sprawił, że wiele zaawansowanych technologicznie urządzeń stało się dostępnych dla przeciętnego użytkownika. W tym zestawy słuchawkowe Rozszerzonej Rzeczywistości, które można kupić do użytku w domu. Dzięki temu technologia rozszerzonej rzeczywistości znajduje zastosowanie w różnych dziedzinach, od rozrywki po zastosowania profesjonalne. XR, X Reality lub Extended Reality to ogólny termin oznaczający technologię wizualizacji i interakcji z rzeczywistością generowaną komputerowo. Ale te systemy nie tylko pozwalają na wizualizację grafiki, ale także pozwalają na zeskanowanie pomieszczenia i stworzenie jego modelu 3D, aby zapobiec kolizji gracza ze ścianami i innymi przeszkodami. Jednak technologię skanowania 3D zastosowaną w tych okularach można zastosować w innych, bardziej profesjonalnych obszarach, takich jak konfigurowanie i torowanie drogi dla robotyki mobilnej, planowanie produkcji i szkice projektów wnętrz. W tym artykule opisano dokładność skanowania pomieszczenia przy użyciu zestawu słuchawkowego Meta Quest 3 do rzeczywistości mieszanej oraz opisano możliwe ulepszenia i zastosowania.

40.
Algorytmy obliczania danych nawigacyjnych wirujących pocisków rakietowych
Dawid Florczak, Szymon Ciszewski, Robert Głębocki
Faculty of Power and Aeronautical Engineering
01105138@pw.edu.pl, szymon.ciszewski.stud@pw.edu.pl, robert.glebocki@pw.edu.pl
Streszczenie: Kluczowym wyzwaniem w nawigacji obracających się pocisków przy użyciu inercyjnych systemów nawigacyjnych (INS) wyposażonych w czujniki MEMS jest precyzyjny pomiar ich prędkości obrotowej. Błędy w tym pomiarze są główną przyczyną nieścisłości w nawigacji inercyjnej, co stanowi poważny problem w udoskonalaniu i kontrolowaniu tradycyjnych konstrukcji niekierowanych obiektów obrotowych. Aby rozwiązać ten problem, opracowano nowy system wspomagający nawigację szybko obracających się pocisków. Niniejsza praca dotyczy opracowania serii algorytmów obliczających dane nawigacyjne dla obracających się pocisków poprzez analizę zmian intensywności wybranego spektrum fal elektromagnetycznych systemu. Idea działania systemu opiera się na zastosowaniu systemu pomiarowego wykorzystującego różne czujniki do rejestrowania różnych typów promieniowania elektromagnetycznego (światło widzialne, podczerwień, światło ultrafioletowe). Szacowanie danych nawigacyjnych w kanale obrotowym będzie realizowane za pomocą algorytmów obliczających czas między zarejestrowanymi wartościami maksymalnymi i minimalnymi wspomnianych rodzajów promieniowania. Ostatecznym celem jest opracowanie algorytmów zdolnych do obliczania danych nawigacyjnych na podstawie danych rejestrowanych w różnych zjawiskach atmosferycznych, takich jak mgła, gęste zachmurzenie, silne światło słoneczne oraz zróżnicowane warunki dnia i nocy. Finalnie zakłada się wybór najbardziej optymalnego algorytmu dla konkretnych warunków systemowych, w oparciu o oświetlenie i porę dnia.

41.
Mostki dwuźródłowe w pomiarach dwu powiązanych wielkości
Zygmunt Lech Warsza
Polish Merological Society
zlw1936@gmail.com
Streszczenie: W pracy omawia się zależności podstawowe, przykład zastosowania i zarys stanu badań właściwości niekonwencjonalnych układów pomiarowych o dwu źródłach prądu lub napięcia. Źródła te są odpowiednio dołączone do przeciwległych gałęzi cztero-imitacyjnego oczka o dwu wyjściach z jego przekątnych. Podano wzory dla napięć wyjściowych i warunki równowagi dla obu wyjść mostków dwuźródłowych prądu stałego (DC). W układach mostków dwuprądowych jest to równość iloczynów rezystancji ramion przyległych do końcówek każdego z wyjść, a dla mostków dwunapięciowych – równości sum dwu rezystancji ramion. Mostki dwuźródłowe przy zrównoważeniu obu wyjść umożliwiają pomiary wartości rezystancji (konduktancji) różnych ich ramion. Zaś sygnały wyjściowe zależą od liniowych kombinacji przyrostów rezystancji ramion od ich wartości w stanach równowagi. Jako przykład zastosowania rozpatrzono równoczesny pomiar odkształcenia i przyrostu temperatury jednym różnicowym czujnikiem tensometrycznym. Scharakteryzowano też stan prac teoretycznych i wyniki badań eksperymentalnych prototypowych konstrukcji mostków dwu-prądowych DC oraz przyrządów pomiarowych i stanowisk laboratoryjnych z ich zastosowaniem. Zamieszczono też bibliografię publikacji o mostkach dwu-prądowych. Zarysowano kierunki badań teoretycznych i weryfikacji eksperymentalnej układów pomiarowych i konstrukcji dwu-napięciowych mostków DC oraz ogromną różnorodność możliwych rozwiązań mostków dwu-źródłowych prądu przemiennego AC i o innych przebiegach

42.
Statystyczna niezawodność oceny zgodności procesu technologicznego z normami
¹Yevhen Volodarskyi, ²Oleh Kozyr, ³Zygmunt Warsza
¹National Technical University of Ukraine „KPI”, ²Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute KPI, ³Polish Metrological Socciety PTM
vet-1@ukr.net, olegkozyr86@gmail.com, zlw1936@gmail.com
Streszczenie: W artykule omawia się wpływ rozkładów wartości parametrów charakterystycznych dla procesu technologicznego i ich błędów pomiarowych na zgodność tego procesu z normami. Do tej oceny procesu produkcyjnego wykorzystuje się ilościowe karty kontrolne. Można też oszacować prawdopodobieństwo a priori błędnych decyzji. Aby poprawić statystyczną niezawodność tej kontroli, proponuje się wykorzystać prawdopodobieństwo a posteriori. Omówiono skuteczność oceny zgodności procesu technologicznego z normami, gdy rozkłady wartości jego parametrów i błędów ich pomiarów są jednostajne.

43.
Statystyczna ocena wydajności serwera symulatora mieszanej rzeczywistości
¹Piotr Golański, ²Michał Golański
¹Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, ²Wojskowa Akademia Techniczna
piotr.golanski@itwl.pl, michal.golanski@itwl.pl
Streszczenie: Pomimo ciągłego wzrostu mocy obliczeniowych współczesnych komputerów, wciąż ich możliwości obliczeniowe w wielu dziedzinach są niewystarczające. Przykładem może być np. symulacja procesów fizycznych, mająca miejsce we wszelkiego rodzaju systemach szkoleniowych opartych na technologii Wirtualnej lub Mieszanej Rzeczywistości. Wynika to z rosnących wymagań stawianych tym systemom na osiąganie coraz większych dokładności w odwzorowaniu rzeczywistości. Rozwiązaniem powyższego problemu jest stosowanie symulacji rozproszonej, która  dzięki zastosowaniu rozwiązań chmurowych  daje możliwość zdalnego dostępu do mocy obliczeniowych specjalizowanych serwerów, a tym samym także, zapewnia możliwość zdalnego prowadzenia szkolenia. Krytycznym zagadnieniem w takim przypadku staje się zapewnienienie efektywnej komunikacji zapewniającej wymianę danych pomiędzy klientami a serwerem symulacji w czasie rzeczywistym. W niniejszym artykule przedstawiono propozycję budowy serwera oraz protokołu komunikacji do zastosowania w chmurowej wersji symulatora śmigłowca Mi-17 opartego na technologii Mieszanej Rzeczywistości. Zaproponowano metodę pomiaru prędkości łącza opartego na tym protokole oraz dokonano statystycznego opisu uzyskanych wyników.

44.
Badanie efektywności sieci neuronowych w problemie klasyfikacji binarne
¹Paweł Dymora, ²Mirosław Mazurek, ¹Przemysław Elgass
¹Faculty of Electrical and Computer Engineering, Rzeszów University of Technology, ²Politechnika Rzeszowska
pawel.dymora@prz.edu.pl, mirekmaz@prz.edu.pl, 169535@stud.prz.edu.pl
Streszczenie: Niniejszy artykuł bada zastosowania sztucznej inteligencji, koncentrując się na technologii CUDA i frameworku PyTorch. Badanie zapewnia dogłębną analizę wydajności sieci neuronowej. Kluczowe tematy obejmują głębokie sieci neuronowe, funkcje aktywacji, podstawowe aspekty budowania modeli sztucznej inteligencji oraz praktyczne zastosowania sztucznej inteligencji w różnych dziedzinach. Ponadto w artykule krótko porównano alternatywy dla technologii CUDA i odpowiedziano na pytanie, dlaczego CUDA byłaby obecnie lepszą opcją do wykorzystania z frameworkiem PyTorch do celów uczenia maszynowego. Analizując interakcję między sprzętem a oprogramowaniem w nowoczesnych przepływach pracy AI, artykuł rzuca światło na postęp technologiczny napędzający innowacje w procesie uczenia sieci neuronowych. Dodatkowo, artykuł analizuje rosnące znaczenie sztucznej inteligencji w dzisiejszym świecie.

45.
Porównanie czasu treningu sieci neuronowej przy użyciu CPU i GPU z technologią NVIDIA CUDA
¹Paweł Dymora, ²Mirosław Mazurek, ¹Przemysław Elgass
¹Faculty of Electrical and Computer Engineering, Rzeszów University of Technology, ²Politechnika Rzeszowska
pawel.dymora@prz.edu.pl, mirekmaz@prz.edu.pl, 169535@stud.prz.edu.pl
Streszczenie: W badaniu zbadano wpływ sprzętu obliczeniowego na czas uczenia sieci neuronowych, porównując wydajność GPU i CPU w problemie klasyfikacji binarnej. Przeprowadzono eksperymenty wykorzystujące technologię CUDA do akceleracji GPU. Specyfikacje sprzętowe zostały dokładnie zbadane, obejmując lokalne konfiguracje GPU i CPU oraz rozwiązania oparte na chmurze, w tym Google Colab i Microsoft Azure. Wyniki eksperymentów porównują czasy uczenia na sprzęcie lokalnym i w chmurze. Wyniki pokazują znaczące zalety układów GPU w przyspieszaniu treningu, szczególnie w przypadku złożonych modeli i dużych zbiorów danych.

46.
Porównanie modeli klasyfikacji chorób układu krążenia opartych na sygnałach EKG przy użyciu konsumenckiego GPU
¹Kajetan Jeznach, ²Krzysztof Hryniów
¹Łukasiewicz Research Network – Industrial Research Institute for Automation and Measurements PIAP, ²Warsaw University of Technology
kajetan.jeznach@piap.lukasiewicz.gov.pl, krzysztof.hryniow@pw.edu.pl
Streszczenie: Głębokie sieci neuronowe (DNN) stają się przydatnym narzędziem w dziedzinie opieki zdrowotnej. Prace badawcze w ostatnich latach doprowadziły do stworzenia rozwiązań, które mogą skutecznie wspierać pracę personelu medycznego. W niniejszym artykule przedstawiono porównanie architektur głębokiego uczenia stosowanych w klasyfikacji chorób sercowo-naczyniowych. Modele trenowano i testowano na zbiorze danych PTB-XL, dużym publicznie dostępnym zbiorze danych elektrokardiograficznych zawierającym sygnały elektrokardiograficzne (EKG) z etykietami chorób przypisanymi przez wykwalifikowanych kardiologów. Niektóre modele osiągnęły obiecującą dokładność pomimo słabych możliwości obliczeniowych procesora graficznego klasy konsumenckiej używanego do trenowania DNN. W niniejszym artykule porównano architektury, w tym warstwy LSTM, CNN i GRU, zainspirowane tymi dostępnymi w publikacjach naukowych. Wszystkie z nich zostały zmodyfikowane w celu trenowania na komputerze prywatnym, która ma większe ograniczenia obliczeniowe niż te stosowane w przemysłowych maszynach używanych w dziedzinie sztucznej inteligencji. Zadanie polega na przeprowadzeniu wieloklasowej i wieloetykietowej klasyfikacji pięciu klas (cztery klasy z chorobami sercowo-naczyniowymi, takie jak zawał mięśnia sercowego, zmiany odcinka ST i załamka T, zaburzenia przewodzenia, przerost oraz jedna klasa wynikowa dla zdrowego pacjenta).