Velkommen til studier ved Institutt for teknisk kybernetikk

Velkommen til studier ved Institutt for teknisk kybernetikk Scandic Lerkendal, Trondheim, 17.08.2016 Program: 13.30-15.15: Kybernetikkens vidunderlige verden 15.15-16.15: Buffet Kunnskap for en bedre verden

Hvor er vi? Humlesnurr NTNU: Hovedansvar for den høyere teknologiutdanningen i Norge helt tilbake til 1910 Norges største universitet fra 1. jaunar 2016, med tilsammen 39 000 studenter IME: Hovedansvar for IKT utdanningen ved NTNU 6 institutter: Datateknikk og informasjonsteknologi Telematikk Elektronikk og telekommunikasjon Matematiske fag Elkraft Teknisk kybernetikk Kunnskap for en bedre verden 3

Hvor er vi? Institutt for teknisk kybernetikk Trondheim sentrum Studentersamfundet Institutt for teknisk kybernetikk RBK Lerkendal NTNU Gløshaugen Kunnskap for en bedre verden 4

Primærsøkere per studieplass, IME 2016 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 Primærsøkere per studieplass 0,00

Hva er kybernetikk? Ordet kybernetikk har sin opprinnelse i det greske ordet kybernetes, som betyr "styrmann/rormann", dvs. "den som styrer" Er en tverrfaglig disiplin som ble etablert rundt 2. verdenskrig (Norbert Wiener: Cybernetics, or Control and Communication in the Animal and the Machine, 1948) Kort sagt handler kybernetikk om hvordan kompliserte dynamiske systemer kan modelleres, styres og overvåkes ved å kombinere matematikk, naturvitenskap, målemetoder, datateknologi og pådrag + en dash reguleringsteknikk og systemteori Tilbakekobling er et grunnleggende kybernetisk prinsipp: Ønsket oppførsel Regulator Pådrag Dynamisk system (Båt, robot, vindturbin, dyr) Faktisk oppførsel Kunnskap for en bedre verden 6

Kraftproduksjon og kjemiske prosessanlegg

Avanserte medisinske instrumenter

Fartøy til sjøs

Moderne biler

Droner

Arnold...

Made possible by cybernetics Kunnskap for en bedre verden 13

Kybernetikere: "Teknologiens styrmenn" Kybernetikk vil alltid være fremtidens fagfelt... Kunnskap for en bedre verden 14

Kybernetikk i Norge Etablert ved NTH i 1954 (Jens Glad Balchen) Endret navn fra Reguleringsteknikk til Teknisk kybernetikk i 1972 Kunnskap for en bedre verden 15

Kybernetikk i Norge Jens Glad Balchen Kunnskap for en bedre verden 16

Institutt for teknisk kybernetikk (ITK) Norges eneste i sitt slag, hovedansvar for kybutdanning for MSc og PhD i Norge Fast vitenskapelig ansatte: 17 Teknisk-administrativt ansatte: 16 (datalab, elektroverksted, mekanisk verksted, adm) Vitenskapelige i deltidsstilling: 10 Forskere og postdoktorer: 5 Doktorgradskandidater: 70 Årlig opptak til 5-årig studieprogram: 135 Årlig opptak til 2-årige studieprogram: 25 + 15 Årlig uteksaminering av doktorgradskandidater: 5-15 Samarbeid med mange andre NTNU-institutt, inkludert petroleumsteknologi, marin teknologi, kjemisk prosessteknologi og biomedisinsk sirkulasjon og bildediagnostikk Langvarig og tett kontakt med industri og næringsliv, mye nyskaping og innovasjon Kunnskap for en bedre verden 17

Fast vitenskapelig ansatte Professor Bjarne A. Foss (system- og optimaliseringsteori) Professor Thor I. Fossen (navigasjon og fartøystyring) Professor Jan Tommy Gravdahl (reguleringsteknikk) Professor Morten Hovd (prosessregulering) Professor Lars Imsland (reguleringsteknikk) Professor Tor Arne Johansen (ulineær identifikasjon og regulering) Professor Marta Molinas (regulering av kraftelektronikk) Professor Tor E. Onshus (instrumenteringsteknikk) Professor Kristin Ytterstad Pettersen (bevegelsestyring) Professor Anton Shiriaev (reguleringsteknikk) Professor Ole Morten Aamo (reguleringsteknikk) Førsteamanuensis Edmund Brekke (sensorfusjon) Førsteamanuensis Annette Stahl (robotsyn) Førsteamanuensis Jo Arve Alfredsen (fiskeri- og havbrukskybernetikk) Førsteamanuensis Sverre Hendseth (programvareutvikling) Førsteamanuensis Øyvind Stavdahl (medisinsk kybernetikk) Amanuensis Trond Andresen (reguleringsteknikk) Kunnskap for en bedre verden 18

Vitenskapelig ansatte 20% Professor II Mogens Blanke (feiltolerante reguleringssystemer) Professor II Harald Martens (metamodellering og dataanalyse) Professor II Geir Mathisen (tilpassede datasystemer) Professor II Kanna Rajan (autonome systemer) Professor II Karl Henrik Johansson (nettverksstyrte systemer) Førsteamanuensis II Morten Alver (fiskeri- og havbrukskybernetikk) Førsteamanuensis II Martin Føre (fiskeri- og havbrukskybernetikk) Førsteamanuensis II Nadia Sokolova (integrerte navigasjonssystemer) Førsteamanuensis II Rune Storvold (sensorer og måleteknikk) Førsteamanuensis II Kjetil Ånonsen (navigasjon og autonome systemer) Kunnskap for en bedre verden 19

Teknisk-administrativt ansatte Kontorsjef Tove Johnsen (administrasjon) Førstekonsulent Eva Amdahl (administrasjon) Konsulent Unni Johansen (administrasjon) Konsulent Janne Karin Hagen (administrasjon) Konsulent Bente Lindquist (administrasjon) Verksmester Terje Haugen (mekanisk verksted) Mekaniker Glenn Angell (mekanisk verksted) Overingeniør Stefano Bertelli (elektronikkverksted) Overingeniør Knut Reklev (elektronikkverksted) Avdelingsingeniør Pål Kvaløy (elektronikkverksted) Avdelingsingeniør Lars Semb (elektronikkverksted) Avdelingsingeniør Rune Mellingseter (elektronikkverksted) Fagarbeider Åsmund Stavdahl (elektronikkverksted) Overingeniør Gunnar Aske (datalab) Avdelingsingeniør Jan Leistad (datalab) Kunnskap for en bedre verden 20

I tillegg har vi... PhD-stipendiater Forskere Postdoktorer Lærlinger Vitenskapelige assistenter (vitass) Studentassistenter (studass) Professorer ved samarbeidende NTNU-institutt: Professor Lasse Løvstakken (medisinsk kybernetikk) Professor Hans Torp (medisinsk kybernetikk) Professor Asgeir J. Sørensen (marin kybernetikk) Professor Roger Skjetne (marin kybernetikk) Professor Ingrid Schjølberg (marin kybernetikk) Professor Olav Egeland (produksjonsautomatisering) Professor Amund Skavhaug (produksjonsautomatisering) Professor Sigurd Skogestad (prosesskybernetikk) Kunnskap for en bedre verden 21

Navneskifte på studiet Hva forbinder man med ordet "robot"? Dette begrepet brukes ikke lenger bare om industriroboter i en produksjonshall, men brukes i dag om alt fra autonome gressklippere og pakkesler til ubemannede biler, båter og fly Studieprogrammet har derfor skiftet navn fra "Teknisk kybernetikk" til "Kybernetikk og robotikk", som gir et mer tidsriktig bilde av robotenes økende betydning overalt i samfunnet Kunnskap for en bedre verden 22

Tre studieprogram 5-årig Kybernetikk og robotikk (135 plasser) 2-årig Kybernetikk og robotikk (25 plasser) 2-årig Industriell kybernetikk (15 plasser) Kunnskap for en bedre verden 23

5-årig Kybernetikk og robotikk 5 vår Masteroppgave 5 høst Fordypningsprosjekt Fordypningsemne Komplementært emne (valgbart) 4 vår Studieretningsemne Studieretningsemne Studieretningsemne Eksperter i team 4 høst Studieretningsemne Studieretningsemne Studieretningsemne Komplementært emne (valgbart) 3 vår Modellering og simulering Optimalisering og regulering 3 høst Lineær systemteori Fra annet studieprogram (valgbart) 2 vår Tilpassede datasystemer 2 høst Industriell elektroteknikk 1 vår Instrumentering og måleteknikk Sanntidsprogrammering Teknologiledelse Fra annet studieprogram (valgbart) Algoritmer og datastrukturer Reguleringsteknikk Mange av kybfagene Statistikk (emnene) har laboppgaver Examen og philosophicum prosjektarbeid Fokus er på både teori og praksis Matte 4 Fysikk Digitalteknikk og datamaskiner Matte 2 Matte 3 Objektorientert programmering 1 høst Kybernetikk intro Matte 1 IT intro Krets- og digitalteknikk Ingeniørstigen (basispakke kybernetikk) Kunnskap for en bedre verden 24

5-årig Kybernetikk og robotikk 5 Matematikk vår brukes for å beskrive sammenhenger Masteroppgave og lover innenfor fysikk, kjemi, biologi, osv. Det er kort sagt teknologiens og naturvitenskapens språk Ved å jobbe med matematikk utvikler du dine ferdigheter i å tenke logisk og løse 4 oppgaver vår Studieretningsemne på en systematisk Studieretningsemne måte, som du vil kunne Studieretningsemne bruke på alle områder Eksperter i livet i team ditt Gjennom programmering lærer du å bruke og lage algoritmer («oppskrifter») som implementerer dine ideer, alt fra robotstyring til apper for smarttelefoner Disse algoritmene kjører på datamaskiner med elektroniske kretser Oppsummert: Matte og programmering er spesielt viktig for kybernetikere! 5 høst Fordypningsprosjekt Fordypningsemne Komplementært emne (valgbart) 4 høst Studieretningsemne Studieretningsemne Studieretningsemne Komplementært emne (valgbart) 3 vår Modellering og simulering Optimalisering og regulering 3 høst Lineær systemteori Fra annet studieprogram (valgbart) 2 vår Tilpassede datasystemer 2 høst Industriell elektroteknikk 1 vår Instrumentering og måleteknikk Sanntidsprogrammering Teknologiledelse Fra annet studieprogram (valgbart) Algoritmer og datastrukturer Reguleringsteknikk Statistikk Examen philosophicum Matte 4 Fysikk Digitalteknikk og datamaskiner Matte 2 Matte 3 Objektorientert programmering 1 høst Kybernetikk intro Matte 1 IT intro Krets- og digitalteknikk Basispakke Matte, fysikk, data, krets, prog Kunnskap for en bedre verden 25

Strykprosent i Matematikk 1 (2005-2014) 40 35 Prosent stryk 30 25 20 15 10 Mat&Fys Elektr Kyb E&M Bygg Marin 5 0 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

5-årig Kybernetikk og robotikk 5 vår Masteroppgave 5 høst Fordypningsprosjekt Fordypningsemne Komplementært emne (valgbart) 4 vår Studieretningsemne Studieretningsemne Studieretningsemne Eksperter i team 4 høst Studieretningsemne Studieretningsemne Studieretningsemne Komplementært emne (valgbart) 3 vår Modellering og simulering Optimalisering og regulering 3 høst Lineær systemteori Fra annet studieprogram (valgbart) 2 vår Tilpassede datasystemer 2 høst Industriell elektroteknikk 1 vår Instrumentering og måleteknikk Sanntidsprogrammering Teknologiledelse Fra annet studieprogram (valgbart) Algoritmer og datastrukturer Reguleringsteknikk Statistikk Examen philosophicum Matte 4 Fysikk Digitalteknikk og datamaskiner Matte 2 Matte 3 Objektorientert programmering 1 høst Kybernetikk intro Matte 1 IT intro Krets- og digitalteknikk Studieretning og hovedprofil Kunnskap for en bedre verden 27

Studieprogram: Studieretninger: Tilpassede datasystemer Hovedprofiler: Innvevde datasystemer Sanntidssystemer Systemteknikk og sikkerhet Kybernetikk og robotikk Energi og prosesstyring Roboter og fartøystyring Petroleumskybernetikk Smarte elektriske nett og fornybar energi Navigasjon og fartøystyring Robotsystemer Autonome systemer Medisinsk billeddannelse Medisinske og biologiske systemer Kunnskap for en bedre verden Biomedisinsk bevegelse og rehabilitering Fiskeri og havbrukskybernetikk

5-årig Kybernetikk og robotikk 5 vår Masteroppgave 5 høst Fordypningsprosjekt Fordypningsemne Komplementært emne (valgbart) 4 vår Studieretningsemne Studieretningsemne Studieretningsemne Eksperter i team Ofte samme tema på fordypningsprosjektet og masteroppgaven 4 høst Studieretningsemne Studieretningsemne Studieretningsemne Komplementært emne (valgbart) Jobbe med egne ideer Bidra til forskningsprosjekter Samarbeide med næringslivet 3 vår Modellering og simulering Optimalisering og regulering 3 høst Lineær systemteori Fra annet studieprogram (valgbart) 2 vår Tilpassede datasystemer 2 høst Industriell elektroteknikk 1 vår Instrumentering og måleteknikk Sanntidsprogrammering Teknologiledelse Tilgang til instituttets elektronikkverksted og mekaniske verksted Fra annet studieprogram (valgbart) Algoritmer og datastrukturer Reguleringsteknikk Statistikk Examen philosophicum Matte 4 Fysikk Digitalteknikk og datamaskiner Matte 2 Matte 3 Objektorientert programmering 1 høst Kybernetikk intro Matte 1 IT intro Krets- og digitalteknikk Fordypningsprosjekt og masteroppgave Kunnskap for en bedre verden 29

Theory Simulation Experiments Operations Bridging the gap from theory to practice RV Gunnerus AUR Lab Unmanned Vehicles Lab Simulator Environment Hydrodynamics Control and instrumentation ACE Marine Cybernetics Laboratory Mechanics Full scale and prototype applications Run time infrastructure Machinery systems Databases, analysis Centre for Autonomous Marine Operations and Systems Experimental techniques & prototyping Cavitation Tunnel Ocean Basin Visualisation Structural Laboratory Towing Tank Hydrodynamics and Structural mechanics Guidance, Navigation and Control Kunnskap for en bedre verden Slide lånt fra SFF AMOS

Hjem for to nye studentorganisasjoner http://www.vortexntnu.no/ https://www.facebook.com/vortexntnu/ Kunnskap for en bedre verden 31

Hjem for to nye studentorganisasjoner http://www.ascendntnu.no/ https://www.facebook.com/ascendntnu/ Kunnskap for en bedre verden 32

Satsingsområder ved ITK Den kybernetiske verktøykassa er velfylt, men trenger videreutvikling Derfor satser vi for tiden på: Robotsyn: Autonomi: Big data: Kunnskap for en bedre verden 33

Gi tilbakemelding i emner! Fra http://snl.no/kvalitetssikring: Kvalitetssikring, planlagte og systematiske aktiviteter som gjøres for å oppnå at et produkt eller en tjeneste vil oppfylle kravene til kvalitet På samme måte som næringslivet tilbyr produkter til sine kunder, tilbyr NTNU emner til sine studenter. I så måte ønsker NTNU å tilby best mulig kvalitet på sine emner: Instituttledelse Ytre sløyfe Indre sløyfe Studentevaluering (Typisk referansegruppe) Kunnskap for en bedre verden 34

Klasseturer og tillitsvalgte 1. klasse: Støtte til klassetur for at dere skal bli kjent med hverandre og bygge et godt sosialt miljø og klassefølelse (høst) 2. klasse: Støtte til faglig ekskursjon til Sunndalsøra, både faglig og sosialt 3. klasse: Støtte til klassetur til utlandet i en uke, besøke relevante bedrifter (før påska). Mange blir en ekstra uke som turister Hver klasse har en tillitsvalgt (KTV) I tillegg har hvert institutt to tillitsvalgte (ITV) Disse er studentenes talspersoner overfor instituttet Hvert semester (dvs. 2 ganger i året) møtes instituttledelsen og alle 5 KTV + 2 ITV for å ta opp saker som er viktige for kybstudentene Kunnskap for en bedre verden 35

Jan Tommy Gravdahl STUDIEVEILEDNING VED KYBERNETIKK OG ROBOTIKK Kunnskap for en bedre verden

Studieveiledning Generelle (gode) råd: Start med stor innsats fra første dag, prioritér å ikke komme bakpå Alt dere lærer i alle fag skal brukes senere Dere kan snakke med meg om: Fagvalg Studierelaterte problemer av hvilket som helst slag Planlegging/godkjenning av utenlandsopphold Alt mulig annet... Kontakt: studieveileder@itk.ntnu.no, Rom D329, Elektroblokk D Kunnskap for en bedre verden 37

Utenlandsopphold Mange av kybstudentene tar et år i utlandet Mest vanlig i 4. klasse, men også mulig i 3. eller 5. klasse Halvt eller helt år Man får en utdanning som er litt forskjellig fra de som blir alle 5 årene ved NTNU i Trondheim Mange muligheter, nylig hadde vi studenter i følgende land: USA (Santa Barbara, San Diego, Berkeley) Nederland (Eindhoven, Delft, Twente) Sør Korea (KAIST) Sveits (ETH-Zürich) Singapore (National U. of Singapore) New Zealand (Auckland) Japan (Tokyo) Tyskland (Berlin, Aachen) Portugal (Lisboa) Mange andre muligheter finnes Begynn å planlegge tidlig! Kunnskap for en bedre verden 38

Kristin S. Karlsen NETTVERKET ELEKTRONIKK OG KYBERNETIKK EN MØTEPLASS FOR STUDENTER, NÆRINGSLIV OG INSTITUTTER Kunnskap for en bedre verden

Hva er Nettverket Elektronikk og Kybernetikk? Aktuelle næringslivsbedrifter Møteplass Studenter Institutt for elektroteknikk og telekommunikasjon Institutt for teknisk kybernetikk Linjeforeningen Omega 40 Nettverket Elektronikk og Kybernetikk

10 aktuelle næringslivsbedrifter er medlem! 41 Nettverket Elektronikk og Kybernetikk 19.08.2016

Hvordan Nettverket angår deg! Motivasjonsfaktor for ditt studieløp Arrangere nettverksmøter og ekskursjoner Økonomisk bidrag til linjeforeningen Omega Bidra til å videreutvikle den faglige relevansen og kvaliteten i studieplanene Sommerjobb/praksis Prosjekt- og masteroppgaver For mer informasjon: http://www.ime.ntnu.no/nettverket 42 Nettverket Elektronikk og Kybernetikk

Arrangementer høsten 2016: Tirsdag 6. sept. kl. 16.00: Ekskursjon til bedrift, lab-besøk og sosialt samvær med servering (1. årskurs) Sept/okt: Kurs i presentasjonsteknikk (1. + 2. årskurs) Nov: Faglig nettverksmøte: Bedrifter/PhD + servering (1. 3. årskurs) Invitasjon med mer informasjon og påmelding kommer i forkant av arrangementene. Spørreundersøkelse 43 8/19/2016

Spørsmål? Kontakt: Prosjektleder Kristin S. Karlsen: kristika@idi.ntnu.no Studentrepresentantene Øystein Brox og Alexander Johansen 44 Nettverket Elektronikk og Kybernetikk 19.08.2016

Faglærerne AKTIVITETER VED INSTITUTT FOR TEKNISK KYBERNETIKK Kunnskap for en bedre verden

Studieretning: Tilpassede datasystemer Hovedprofiler: Innvevde datasystemer: Konstruksjon og analyse av datamaskinsystemer som er bygd inn i annet utstyr (Embedded systems). Sanntidssystemer: Utvikling av tilpassede datasystemer med vekt på programvaren med spesielle krav til denne som gjelder i slike systemer: Tidsfrister, pålitelighet, sikkerhet, tilgjengelighet, osv. Systemteknikk og sikkerhet: Konstruksjon og analyse av sikkerhets- og styresystemer for industriell bruk Goliat Kunnskap for en bedre verden 47

Hovedprofil: Sanntidssystemer Sverre Hendseth Hva er det? Programvareutvikling på Kyb. Hovedfokus på embedded/industrielle datasystemer. Dere har gode grenseflater til matematikken og applikasjonene. Dere har gode grenseflater til maskinvare og system. Kunnskap for en bedre verden 48

Hvorfor Sanntidssystemer Hvis du er tiltrukket av eller mestrer programmering/programvareutvikling. Hvis du tror du kanskje vil søke jobb innen programmering/programvareutvikling. Og: Du kommer sikkert til å ende opp med å programmere eller ha med programvareutvikling å gjøre uansett. Kunnskap for en bedre verden 49

Hva kan du bli? Alle karrieretyper åpne. Alle typer bedrifter. Alle størrelser bedrifter. Kunnskap for en bedre verden 50

Hovedprofil: Innvevde datasystemer Konstruksjon og analyse av datamaskinsystemer som er en innvevd del i annet utstyr (Embedded systems). Tilpassing og konstruksjon av maskinvare, lavnivå programvare og operativsystemer for disse systemene. Disse systemene befinner seg overalt i samfunnet, kunnskaper og ferdigheter kan derfor brukes mot et bredt spekter av anvendelser. Kunnskap for en bedre verden 51

Hovedprofil: Systemteknikk og sikkerhet Tor Onshus Konstruksjon og analyse av sikkerhets- og styresystemer for industriell bruk regulering styring forrigling sikkerhetsfunksjoner Implementeringen tilpasses kravene i den aktuelle anvendelsen ytelse struktur myndighetskrav osv. Skarv Kunnskap for en bedre verden 52

Konstruksjon Styresystemer Sikkerhetssystemer Forrigling Systemstruktur Prosjektering Konfigurering Installasjon Dokumentasjon Drift og Vedlikehold Regelverk/Standarder Anvendelser Olje&Gass Næringsmiddel Jernbane Roboter Maskiner osv. Tjeldbergodden Kunnskap for en bedre verden

Analyse av løsninger Deepwater Horizon 20. april 2010 Konstruksjon Ytelse/Kapasitet Sikkerhet Eksplosjonssikring Driftsregularitet Miljøkonsekvenser Driftsoppfølging Kunnskap for en bedre verden

Tilpasset datasystem Visund Kunnskap for en bedre verden 55

Studieretning: Energi og prosesstyring Hovedprofiler: Petroleumskybernetikk: Omfatter metoder for modellering, overvåking og styring av prosesser i olje og gassindustrien, og i landbasert industri, slik som treforedling, kjemisk industri, næringsmiddelindustri, osv. Styring av smarte nett og fornybar energi: Hovedprofilen gir anledning for spesialisering mot anvendelser innen fremtidens elektriske energisystem såkalte smart grids. Kunnskap for en bedre verden 56

Hovedprofil: Petroleumskybernetikk Olje og gass er Norges største eksportindustri Boring, Produksjon, Transport, Raffinering Aktører: Produksjonsselskaper: Statoil, Shell, BP, Petrobras, osv. Kontraktørselskaper: Transocean, Seadrill, osv. Utstyrsleverandører og ingeniørtjenester: Aker Solutions, Schlumberger, NOV, GE, FMC, osv. I tillegg et stort antall konsulentselskaper Vi samarbeider med mange av disse, bl.a. om prosjekt- og masteroppgaver til dere Kunnskap for en bedre verden 57

Betydelig kostnadsfokus baner veien for kybernetiske løsninger Et paradigmeskifte er faktisk helt nødvendig Eksempel: Automatiserte fabrikker på havbunnen gir økt lønnsomhet i små felt og forlenger levetiden til felt i produksjon Kunnskap for en bedre verden 58

Smart grids fremtidens elektriske energisystem

Stochastic Renewable Sources Requires new solutions, where control engineering will be essential Investments in the utility sector expected to be ~ 200 mrd NOK within 2020

Controlling Solar Power Challenge: Controlling stochastic power from the sun to equal the load

Control by Storing Energy

Smart Grid: The Control Challenge

Studieretning: Roboter og fartøystyring Hovedprofiler: Navigasjon og fartøystyring: Modellering og styring av fly, ubemannede farkoster, skip, flytende plattformer og undervannsfartøyer. Robotsystemer: Modellering og styring av robotmanipulatorer, assisterende mekanismer for kirurgi og generell medisin, roboter for havbruk og industri. Autonome systemer: Utvikling av intelligente styresystemer for selvstyrte (autonome) roboter og ubemannede fartøyer. Sansing av omgivelser ved å tolke data fra kamera og andre sensorer, feil-tolerante systemer, m.m. Kunnskap for en bedre verden 64

65 Navigasjon og fartøystyring Hovedprofil Professor Thor I. Fossen

66 Navigasjon og fartøystyring Matematisk modellering og simulering av fartøybevegelse i 6 frihetsgrader Hydrodynamikk og aerodynamikk Modeller for treningssimulatorer og beslutningsstøttesystemer Design av autopiloter, posisjoneringsog navigasjonssystemer Metoder for styring av fly, droner, ubemannede farkoster, skip, flytende plattformer og undervannsfartøy Den første autopiloten ble funnet av Lawrence Sperry i 1912. Han er også oppfinner av kunstig horisont og som kuriositet grunnleggeren av Mile High Club, som kanskje forklarer hvorfor han trengte en autopilot til flyet sitt

67 Navigasjon og fartøystyring Fossen, T. I. (2011). Handbook of Marine Craft Hydrodynamics and Motion Control Wiley. Beard, R. W. and T. W. McLain (2012). Small Unmanned Aircraft. Theory and Practice Princeton University Press

Fleet of the NTNU Applied Underwater Robotic Laboratory (AUR-Lab) Remus 100 AUV Light AUV (LAUV) Hugin AUV ROV Minerva 68 https://www.ntnu.no/aur lab

Fleet of the NTNU Unmanned Aerial Laboratory (UAV-Lab) Procurement and operation license from Norwegian CAA (Civil Aviation Authority) for VLOS/BLOS operations since 2014 Penguin B fixed wing (VLOS/EVLOS/BLOS) 3D Robotics hexa copters (VLOS) Microdrone quadro copter (VLOS) X8 fixed wing (VLOS) 69

NTNU Airfield at Agdenes Located 94 km North West of Trondheim We also use the airports at Eggemoen and Ørland 70

71 UAV-Lab: ITK sin flyplass på Agdenes

Launch and Recovery Systems Conventional takeoff and landing on airfields Catapult and automatic/autonomous landing in net onboard ships 72

Robotics Topics for research and education Kunnskap for en bedre verden

Robotics Modeling mechanical systems Model based motion planning algorithms Control methods for mechanical systems Numerical methods and implementation Examples Industrial robot manipulators Locomotive mechanisms and human motion analysis Entertainment and educational robots Kunnskap for en bedre verden 74

New tasks for Industrial Robots: Kunnskap for en bedre verden 75

Educational robotics: motion planning + controller design Kunnskap for en bedre verden 77

Autonome systemer Autonom = Selvstyrt Kan ta beslutninger selv Kan håndtere uforutsette hendelser Må observere og forstå sine omgivelser Kunstig intelligens 78

. Autonome systemer Institutt for teknisk kybernetikk har sammen med Institutt for marin teknikk et senter for fremragende forskning (SFF) på Autonome Marine Operasjoner og Systemer (AMOS).

UAV Lab er en stor satsning på Ubemannede Fly med høy grad av autonomitet og intelligens. Hvert år tar 15 30 studenter masteroppgave innen området. Professor Tor Arne Johansen Professor Thor Fossen Adjunct professor Rune Storvold 80

Overvåking av isflak og isfjell på Svalbard fra UAV 81

Algoritmer for gjenkjennelse og følging av objekter på havet med infrarød kamera Analyse av IR bilder i sann tid 82

Fra NTNUs deltakelse på 3 ukers feltforsøk utenfor Azorene i juli 2015 med UAVer, piloter og studenter 83

Fra NTNUs deltakelse på 3 ukers feltforsøk utenfor Azorene i juli 2015 med UAVer, piloter og studenter 84

Fly drone med dine tanker? EEG headset Computer Drone Professor Marta Molinas Eyeblink: twice Take off/land Eyeblink: once Fly forward/fly backward 85

Studieretning: Medisinske og biologiske systemer Hovedprofiler: Biomedisinsk kybernetikk: Modellering, instrumentering, analyse og styring av prosesser relatert til menneskets helse: Armproteser, blodsukkernivå, oksygenomsetning og bevegelsesdiagnostikk. Medisinsk billeddannelse: Medisinske avbildningssystemer basert på ultralyd, MR og røntgen, legens viktigste verktøy ved diagnose, behandling og oppfølging av pasienter fra fosterstadiet og livet ut. Fiskeri- og havbrukskybernetikk: Kybernetikk anvendt til teknologiutvikling innen en av Norges viktigste vekstnæringer: Mat og andre produkter basert på havets fornybare ressurser. Kunnskap for ei betre verd 87

Biomedisinsk bevegelse og rehabilitering Hovedprofil Førsteamanuensis Øyvind Stavdahl Kunnskap for ei betre verd

Eksempler på studentoppgaver: Aktivitetsmonitor for eldre (tilsvarende innen langrennsanalyse!) Kunnskap for ei betre verd 89

Eksempler på studentoppgaver: Innvevde&tilpassede datasystemer for armproteser Kunnskap for ei betre verd 90

Eksempler på studentoppgaver: Bevegelsesbasert diagnose av CP hos spedbarn Kunnskap for ei betre verd 91

Eksempler på studentoppgaver: Modellering, instrumentering og regulering av blodsukker ved sukkersyke Kunnskap for ei betre verd 92

Take-home message Hovedprofilen BK gir deg en bred, generell kyb-utdannelse (EKTE KYB!) spissing mot biomedisinsk teknikk ("Biomedical engineering") Faglige utfordringer innen det meste av studieprogrammets bredde Kunnskap for ei betre verd 93

The medical imaging revolution Medical imaging is one of major breakthroughs that has changed clinical medicine in the past millenium 1 CT MRI PET X-ray US It has changed the way physicians think, manage and treat medical conditions, and is directly linked to greater life expectancy 1 Editorial, Looking Back on the Millennium in Medicine, New England Journal of Medicine, 2000 94

Medical imaging & cybernetics? Example 1: Kalman filter for model-based segmentation of cardiac structures Example 2: Tracking and visualization of blood flow vector fields 95

2016 2023 Budget of 400 MNOK, ~30 PhDs 96

Medical imaging cybernetics What do you learn? Medical imaging fundamendals, acoustics / waves for imaging Applied mathematics, such as: Stochastic signal and image processing Estimation and detection theory Linear algebra and partial differential equations Material and fluid physics Basic clinical physiology and applications What are the applications? Clinical applications: Cardiovascular disease, cancer diagnosis and therapy, global health (e.g. fetal medicine) Industrial applications: Well integrity monitoring in oil & gas, detection and characterization in SONAR (e.g. fish), What jobs do you get? Medical companies: GE Vingmed, Medistim, Aurotech, Eyelife, Medtronic, Industrial companies: Statoil, Kongsberg, Schlumberger, Archer, Sensorlink, Halfwave, ELOP/Doplhiscan, 97

Fiskeri- og havbrukskybernetikk Kybernetikk anvendt i en av våre fremste vekstnæringer Fish models Jo Arve Alfredsen Institutt for teknisk kybernetikk E-mail: jo.arve.alfredsen@itk.ntnu.no

Fiskeri og havbrukskybernetikk Norge råder over store og rike havområder Vi er en av verdens ledende fiskeri og havbruksnasjoner Lær å bruke kybernetikk som metodegrunnlag i en industri med fremtiden foran seg Tilegn deg avansert kunnskap innen kybernetikk i kombinasjon med emner i marin biologi og ressurser For deg som også synes biologi er interessant Du får f.eks. lære: Modellering av fysiologi og atferd hos fisk og plankton Lage styresystemer for produksjon av fisk og plankton Utvikle avanserte instrumenter for å måle fysiske og biologiske parametre i havet Lage små ultralydsendere for sanntids observasjon av fisks atferd

Overvåkningssystem for oppdrettslaks Acoustic receivers Wireless communication unit Feed barge Server Radio link Salmon carrying acoustic transmitters Data processing/ presentation

Er det mulig å drive oppdrett på kannibaler?

SOME FINAL WORDS... Kunnskap for en bedre verden

Hva når jeg er ferdig med studiet? Med en mastergrad (MSc) i kybernetikk er du veldig ettertraktet på arbeidsmarkedet og de fleste får jobbtilbud i god tid før de er ferdige med studiet Jobbmuligheter finnes i store og små teknologibedrifter i mange ulike bransjer (marin, havbruk, olje og gass, prosessindustri, IT, medisin, osv.) Utdanningen kvalifiserer for jobber innenfor produktutvikling og forskning, og gir god bakgrunn for etablering av egen bedrift (stadig mer vanlig :) Konsulentbransjen og rådgivende ingeniørvirksomhet er andre populære arbeidsfelter Kybernetikere jobber til og med i bank og som aksjeanalytikere! Du kan også fordype deg enda mer i kybernetikkens vidunderlige verden ved å ta en doktorgrad (PhD) den høyeste utdanningen som er mulig Kunnskap for en bedre verden 104

Gründervirksomhet og nyskaping Mange norske industribedrifter har hatt sitt utspring fra virksomhet ved ITK: Norcontrol Albatross Norsk Data Tomra Vingmed Prediktor... I nyere tid: Marine Cybernetics Maritime Robotics nlink Eelume... Kunnskap for en bedre verden 105

Arbeidslivets koordinatsystem Akademia Instituttleder Forsker Mennesker Teknologi Avdelingsleder Ingeniør Industri Starte egen bedrift? Kunnskap for en bedre verden 106

Noen råd tilslutt... Aldri vær redd for å stille spørsmål! Dere må tørre å prøve og feile Jobb jevnt og trutt, målrettet og systematisk: Les pensum, gå på forelesninger, gjør øvinger og laboppgaver, lær å samarbeide med andre Skippertak kan fungere på eksamen, men kunnskapen sitter ikke så lenge... Teknologiens styrmenn må kunne teknologiens språk Med basispakken i boks blir det plutselig veldig morsomt på høyere årstrinn "Genialitet er 1 prosent inspirasjon og 99 prosent hardt arbeid."...hvem sa det? Thomas Edison: En av verdens største oppfinnere, med over 1000 patenter Kunnskap for en bedre verden 108

Kybernetikere om kybstudiet Asgeir Sørensen (NTNU, senterleder SFF AMOS): "En av de største verdiene med kybstudiet, utover det å lære om reguleringsteknikk, er den analytiske systemteorien som er anvendelig på en rekke områder. Denne systematiske tilnærmingen har gitt meg mange fortrinn i å analysere og handle i ulike situasjoner." John-Morten Godhavn (Statoil): "Det er et morsomt og interessant studium som gir deg en veldig etterspurt fagbakgrunn og muligheter for jobb i veldig mange bedrifter." Eivind Grimsby Haarr (Cisco, tidl. programleder i Schrødingers Katt): "Du lærer systemutvikling som drar med seg grensesnitt mot prosessindustri, kjemi, osv.... Jeg er blitt en allrounder som har fått en allmennutdanning i teknologi. I den jobben jeg har nå, gir dette meg en fin bakgrunn fordi jeg er borti så mye forskjellig." Lars Andre Solberg (Aptomar): "Kybernetikk er et tankesett, en måte å tenke på, som gjør at når du kan kybernetikk så gir det deg helt spesielle muligheter til å lære andre ting.... Gjennom kybernetikken utvikler du en måte å tenke på som gjør deg i stand til å dele opp tilværelsen i bolker, og se hvordan de ulike delene påvirker hverandre. Dermed blir du i stand til å forstå tenkesettet innen andre disipliner som for eksempel psykologi og økonomi." Katrine Mygland (Kongsberg Protech Systems): "Studiet var både tøft og krevende, men også utrolig morsomt." Kunnskap for en bedre verden 109

"Instituttet for de moderne ting" Velkommen til kybernetikkens vidunderlige verden! Kunnskap for en bedre verden 110