Velkommen til studier ved Institutt for teknisk kybernetikk! Rica Nidelven, Trondheim, 13.08.2014 Program: 13.45-15.15: Kybernetikkens vidunderlige verden 15.15-16.45: Norges beste lunsjbuffet Kunnskap for en bedre verden
Hvor er vi? Humlesnurr NTNU: Hovedansvar for den høyere teknologiutdanningen i Norge helt tilbake til 1910 Tilsammen 23 000 studenter 7 fakulteter, 48 institutter IME: Hovedansvar for IKT-utdanningen ved NTNU 6 institutter: Datateknikk Telekommunikasjon Elektronikk Matematiske ti fag Elkraft Kybernetikk Kunnskap for en bedre verden 2
Hvor er vi? Institutt for teknisk kybernetikk Trondheim sentrum Studentersamfundet Institutt for teknisk kybernetikk RBK Lerkendal NTNU Gløshaugen Kunnskap for en bedre verden 3
Hva er kybernetikk? Od Ordet tkybernetikk har sin opprinnelse i det greske ordet kybernetes, som betyr "styrmann/rormann", dvs. "den som styrer" Tverrfaglig disiplin som ble etablert omkring 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, målemetoder, datateknologi og pådragsorganer Tilbakekobling er et grunnleggende kybernetisk prinsipp: Ønsket oppførsel Regulator Pådrag Dynamisk system (Fly, robot, reservoar, dyr) Faktisk oppførsel Kunnskap for en bedre verden 4
Made possible by cybernetics Kunnskap for en bedre verden 5
Kybernetikere: "Teknologiens styrmenn" Kybernetikk vil alltid være fremtidens fagfelt Kunnskap for en bedre verden 6
Verdens 10 viktigste algoritmer? Fra artikkelen "The 10 Algorithms That Dominate Our World" av George Dvorsky (io9.com), 22. mai 2014 delt på LinkedIn av en venn: 1. Google Search 2. Facebook s News Feed 3. OKCupid Date Matching (online dating matching) 4. NSA Data Collection, Interpretation, and Encryption 5. "You May Also Enjoy..." 6. Google AdWords 7. High Frequency Stock Trading 8. MP3 Compression 9. IBM's CRUSH (predictive analysis software) 10. Auto-Tune 90% av alle industrielle, i automatiserte ti t prosesser styres av PID-regulatoren Navigasjonssystemene til de aller fleste fartøyene i verden avhenger av Kalmanfilteret (romskip, fly, båter) Våre høyteknologiske velferdssamfunn avhenger av disse algoritmene som dere vil Kunnskap for en bedre verden lære mer om i løpet av studiet 7
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 8
Kybernetikk i Norge Jens Glad dbalchen Kunnskap for en bedre verden 9
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: 14 (datalab, elektroverksted, mekanisk verksted, adm) Vitenskapelige i deltidsstilling: 12 Forskere og postdoktorer: 10 Doktorgradskandidater: 60 Årlig opptak til 5-årig studieprogram: 120 Årlig opptak til 2-årige studieprogram: 20 + 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 10
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) g) 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 Jo Arve Alfredsen (fiskeri- og havbrukskybernetikk) Førsteamanuensis Sverre Hendseth (programvareutvikling) Førsteamanuensis Amund Skavhaug (sanntids datateknikk) Førsteamanuensis Øyvind Stavdahl (medisinsk kybernetikk) Amanuensis Trond Andresen (reguleringsteknikk) Kunnskap for en bedre verden 11
Vitenskapelig ansatte deltid Professor II Mogens Blanke (feiltolerante l t reguleringssystemer) Professor II Oddvar Hallingstad (navigasjon og fartøystyring) Professor II Harald Martens (metamodellering og dataanalyse) Professor II Svein I. Sagatun (reguleringsteknikk) Førsteamanuensis II Morten Alver (fiskeri- og havbrukskybernetikk) Førsteamanuensis II Håvard Grip (estimering og navigasjonssystem) Førsteamanuensis II Glenn-Ole Kaasa (ulineær og adaptiv regulering) Førsteamanuensis II Geir Mathisen (tilpassede datasystemer) Førsteamanuensis II Charlotte Skourup (menneske-system interaksjon, HMI) Førsteamanuensis II Bjørnar Vik (navigasjonssystemer) Førsteamanuensis II Nadia Sokolova (integrerte navigasjonssystemer) Førsteamanuensis II Rune Storvold (sensorer og måleteknikk) Kunnskap for en bedre verden 12
Teknisk-administrativt ansatte Kontorsjef Tove Johnsen (administrasjon) Konsulent Unni Johansen (administrasjon) Førstekonsulent Eva Amdahl (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 Lars Semb (elektronikkverksted) Avdelingsingeniør John Olav Horrigmo (elektronikkverksted) Avdelingsingeniør Rune Mellingseter (elektronikkverksted) Avdelingsingeniør Jan Leistad (datalab) Avdelingsingeniør Torkel Hansen (datalab) Kunnskap for en bedre verden 13
I tillegg har vi... PhD-stipendiater t Forskere Postdoktorer Lærlinger Vitenskapelige assistenter (vitass) Studentassistenter (studass) Professorer ved samarbeidende NTNU-institutt: Professor Bjørn Angelsen (medisinsk kybernetikk) Professor Hans Torp (medisinsk i kybernetikk) Professor Asgeir J. Sørensen (marin kybernetikk) Professor Roger Skjetne (marin kybernetikk) Professor Sigurd Skogestad (prosesskybernetikk) Kunnskap for en bedre verden 14
Navneskifte Hva forbinder man med ordet "robot"? Dette begrepet er ikke lenger bare forbeholdt 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 i forskning, undervisning og i samfunnet generelt Kunnskap for en bedre verden 15
Tre studieprogram 5-årig Kybernetikk og robotikk (120 plasser) 2-årig Kybernetikk og robotikk (20 plasser) 2-årig Industriell kybernetikk (15 plasser) Kunnskap for en bedre verden 16
5-årig Kybernetikk og robotikk 5 vår Masteroppgave 5høst 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 Optimalisering og Sanntids- Fra annet studiesimulering i regulering programmering program (valgbart) 3 høst Lineær systemteori Fra annet studieprogram (valgbart) Teknologiledelse Algoritmer og datastrukturer Mange av kybfagene (emnene) har laboppgaver og prosjektarbeid Fokus er på både teori og praksis 2 vår Reguleringsteknikk Statistikk Fluidmekanikk Objektorientert programmering 2 høst Industriell elektroteknikk 1 vår Tilpassede datasystemer Matte 4 Fysikk Digitalteknikk og datamaskiner Matte 2 Matte 3 Examen philosophicum 1 høst Kybernetikk intro Matte 1 IT intro Kretsteknikk Ingeniørstigen Kunnskap for en bedre verden 17
5-årig Kybernetikk og robotikk 5 Matematikk vår brukes for å formidle sammenhenger Masteroppgave og lovmessigheter innenfor fysikk, kjemi, biologi, osv. Det er kort sagt teknologiens og naturvitenskapens språk 5høst Fordypningsprosjekt Fordypningsemne Komplementært emne Ved å jobbe med matematikk utvikler du dine ferdigheter i å tenke logisk (valgbart) 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 som implementerer dine 4 ideer høst (alt Studieretningsemne fra robotstyring til Studieretningsemne apper for smarttelefoner) Studieretningsemne Komplementært emne Disse algoritmene kjører på datamaskiner med elektroniske kretser (valgbart) Oppsummert: Matte og programmering er spesielt viktig for kybernetikere! 3 vår Modellering og Optimalisering og Sanntids- Fra annet studiesimulering i regulering programmering program (valgbart) 3 høst Lineær systemteori Fra annet studieprogram (valgbart) Teknologiledelse Algoritmer og datastrukturer 2 vår Reguleringsteknikk Statistikk Fluidmekanikk Objektorientert programmering 2 høst Industriell elektroteknikk 1 vår Tilpassede datasystemer Matte 4 Fysikk Digitalteknikk og datamaskiner Matte 2 Matte 3 Examen philosophicum 1 høst Kybernetikk intro Matte 1 IT intro Kretsteknikk Basispakken: Matte, fysikk, data, prog Kunnskap for en bedre verden 18
5-årig Kybernetikk og robotikk 5 vår Masteroppgave 5høst 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 Optimalisering og Sanntids- Fra annet studiesimulering i regulering programmering program (valgbart) 3 høst Lineær systemteori Fra annet studieprogram (valgbart) Teknologiledelse Algoritmer og datastrukturer 2 vår Reguleringsteknikk Statistikk Fluidmekanikk Objektorientert programmering 2 høst Industriell elektroteknikk 1 vår Tilpassede datasystemer Matte 4 Fysikk Digitalteknikk og datamaskiner Matte 2 Matte 3 Examen philosophicum 1 høst Kybernetikk intro Matte 1 IT intro Kretsteknikk Studieretning Kunnskap for en bedre verden 19
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 5høst Fordypningsprosjekt Fordypningsemne Komplementært emne (valgbart) 4 vår Studieretningsemne Studieretningsemne Studieretningsemne Eksperter i team Ofte samme tema på prosjektet og masteroppgaven 4 høst Studieretningsemne Studieretningsemne Studieretningsemne Komplementært emne (valgbart) Jobbe med egne ideer Bidra til forskningsprosjekter Samarbeide med næringslivet 3 vår Modellering og Optimalisering og Sanntids- Fra annet studiesimulering i regulering programmering program (valgbart) 3 høst Lineær systemteori Fra annet studieprogram (valgbart) Teknologiledelse Tilgang til instituttets elektronikklab og mekaniske verksted Algoritmer og datastrukturer 2 vår Reguleringsteknikk Statistikk Fluidmekanikk Objektorientert programmering 2 høst Industriell elektroteknikk 1 vår Tilpassede datasystemer Matte 4 Fysikk Digitalteknikk og datamaskiner Matte 2 Matte 3 Examen philosophicum 1 høst Kybernetikk intro Matte 1 IT intro Kretsteknikk Fordypningsprosjekt og masteroppgave Kunnskap for en bedre verden 21
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
Kvalitetssikring av emner Fra http://snl.no/kvalitetssikring: /k lit t ik i Kvalitetssikring, t ik i planlagte l og systematiske ti aktiviteter it t som gjøres for å oppnå at et produkt eller en tjeneste vil oppfylle kravene til kvalitet På samme måte som industrien tilbyr produkter til sine kunder, så tilbyr NTNU emner til sine studenter. I så måte ønsker NTNU å tilby best mulig kvalitet på sine emner: Instituttledelse Ingeniørstigen: Ytre sløyfe Studentevaluering Indre sløyfe (Typisk referansegruppe) Kunnskap for en bedre verden 23
Klasseturer og tillitsrepresentanter 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 g ekskursjon til Sunndalsøra, både faglig g og sosialt (vår) 3. klasse: Støtte til klassetur til utlandet i en uke, besøke relevante bedrifter (før påska). Mange blir en uke ekstra som turister Hver klasse har en tillitsrepresentant (KTR) I tillegg har hvert institutt to tillitsrepresentanter (ITR) Disse er studentenes talspersoner overfor instituttet Hvert semester møtes instituttledelsen og alle 5 KTR + 2 ITR for å ta opp saker som er viktige for kybstudentene Kunnskap for en bedre verden 24
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 26
Utenlandsopphold Mange av kybstudentene tar et år i utlandet (44 i fjor) 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, i fjor 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 27
Reinold Ellingsen NETTVERKET ELEKTRONIKK OG KYBERNETIKK EN MØTEPLASS FOR STUDENTER, NÆRINGSLIV OG INSTITUTTER Kunnskap for en bedre verden
Hva er Nettverket? Samarbeidsforum mellom - Studentene på Kybernetikk og robotikk / ELSYS - Næringslivet - NTNU-instituttene ITK og IET Tiltak startet i 2011 10 medlemsbedrifter Målsetting om å skape kontakt mellom partene, bidra til motivasjon, bidra til rekruttering Finansieries gjennom medlemskontingent Kunnskap for en bedre verden 29
Medlemsbedrifter august 2014 Kunnskap for en bedre verden 30
Nettverket jobber med å... Arrangere bedriftspresentasjoner (3 møter pr år, 2 bedrifter pr møte) Organisere ekskursjoner til bedrifter Bidra som motivasjonsfaktor, og derved bidra til å redusere frafall Organisere studentrekruttering ved videregående skoler Bidra til å videreutvikle den faglige relevansen og kvaliteten i studieprogrammene Bidra med prosjekt- og masteroppgaver Kunnskap for en bedre verden 31
Faglærerne AKTIVITETER VED INSTITUTT FOR TEKNISK KYBERNETIKK Kunnskap for en bedre verden
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
Studieretning: Tilpassede datasystemer Hovedprofiler: Innvevde datasystemer (Amund Skavhaug): Konstruksjon og analyse av datamaskinsystemer som er bygd inn i annet utstyr (Embedded systems). Sanntidssystemer (Sverre Hendseth): Utvikling av tilpassede datasystemer med vekt på systemering, design og implementering av programvaren slik at man overholder tidsfrister, og at man kan gi garantier for dette. Systemteknikk og sikkerhet (Tor Onshus): Konstruksjon og analyse av sikkerhets og styresystemer for industriell bruk. Goliat Kunnskap for en bedre verden 34
Hovedprofil: Innvevde datasystemer Amund Skavhaug Konstruksjon og analyse av datamaskinsystemer som er en innvevd del i annet utstyr (Embedded systems). Tilpassing i og konstruksjon k 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 35
Byggern Kunnskap for en bedre verden 36
Hovedprofil: Sanntidssystemer Sverre Hendseth Hva er det? Programvareutvikling g 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 37
Hvorfor Sanntidssystemer Hvis du er tiltrukket av eller mestrer programmering/programvareutvikling. Hvis du tror du kanskjekj 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 38
Hva kan du bli? Alle karrieretyper åpne. Alle typer bedrifter. Alle størrelser bedrifter. Kunnskap for en bedre verden 39
Hovedprofil: Systemteknikk og sikkerhet Tor Onshus Konstruksjon og analyse av sikkerhets og styresystemer t for industriell bruk regulering styring forrigling sikkerhetsfunksjoner k Implementeringen tilpasses kravene i den aktuelle anvendelsen ytelse struktur myndighetskrav osv. Skarv Kunnskap for en bedre verden 40
Konstruksjon Styresystemer Sikkerhetssystemer Forrigling g 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 43
Studieretning: Energi og prosesstyring Hovedprofiler: Petroleumskybernetikk (Ole Morten Aamo): 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 (Marta Molinas): Hovedprofilen gir anledning for spesialisering mot anvendelser innen fremtidens elektriske k energisystem såkalte smart grids. Kunnskap for en bedre verden 44
Hovedprofil: Petroleumskybernetikk Olje og gass er Norges største t eksportindustri Boring, Produksjon, Transport, Raffinering Aktører Produksjonsselskaper: Statoil, Shell, BP, Petrobras, osv. Kontraktørselskaper: Transocean, Seadrill, osv. Utstyrsleverandørert og ingeniørtjenester: i t Aker Solutions, Kongsberg Oil & Gas, Schlumberger, NOV, GE, FMC, osv. I tillegg et stort antall konsulentselskaper Vi samarbeider med mange av disse, bla. om prosjekt- og masteroppgaver til dere Kunnskap for en bedre verden 45
Nasjonal strategi: Utvinne mer olje og gass fra eksisterende felt Krever ny teknologi, hvor petroleumskybernetikk står sentralt Norsk olje- og gassbransje er på verdenstoppen i teknologiutvikling og innovasjon: 1. Apple 2. Google 3. Nike 4. Amazon.com 5. Charles Sh Schwab 6. 3M 7. Statoil Fortunes liste over verdens mest innovative selskaper i 2011 Kunnskap for en bedre verden 46
Eksempel:Boring Automatisert boring gir økt effektivitet, økt sikkerhet, store kostnadsbesparelser, og man kan bore "umulige" brønner Kunnskap for en bedre verden 47
Eksempel:Subseaproduksjon produksjon Automatiserte fabrikker på havbunnen gir økt lønnsomhet i små felt og forlenger levetiden til felt i produksjon Kunnskap for en bedre verden 48
Kybernetikere er svært ettertraktet i oljeog gassbransjen Utenfor Olje & Gass 34 % Olje & Gass 49 % Forretningsområde Olje & Gass 17 % 2/3 av studentene som hadde fått jobb innen de leverte masteroppgave våren 2014 jobber innenfor olje- og gass Kunnskap for en bedre verden 49
Smart grids fremtidens elektriske energisystem Kunnskap for en bedre verden
Hovedprofil: Styring av smarte nett og fornybar energi SmartGrid strategized t in Norway by Government (Energy21) Generation, transport, storage and consumption of electricity Actors Generation, transport & consumption Manufacturers, equipment suppliers Engineering services Consultancy, certification Statnett, Statkraft, NTE, BKK, Skagerak energi, Trønder energi, Hydro, Ulstein Power & Control Siemens, ABB, Nexans, Eltek, Voith Hydro, Renewable Energy Corporation, ELBIL Grenland Powel, Telenor, esmart Systems, NCE Smart Energy DNV, Sintef, Enfo Consulting AS Kunnskap for en bedre verden 51
Cybernetics in Renewables Thermal power plant output Solar generation and load Requires new solutions, where control engineering will be essential Investments in the utility sector expected to be ~ 200 mrd NOK in the period 2012-2020 Kunnskap for en bedre verden 52
Example: Smart charging of Electric Vehicles in Trøndelag Regulation of charging reduces peaks and balance renewable energy Cable rating Uncontrolled charging Smart charging 50% adoption of EV in Trøndelag Kunnskap for en bedre verden 53
Studieretning: Roboter og fartøystyring Hovedprofiler: Navigasjon og fartøystyring (Thor I. Fossen): Modellering og styring av fly, ubemannede farkoster, skip, flytende plattformer og undervannsfartøyer. Robotsystemer (Anton Shiriaev): Modellering og styring av robotmanipulatorer, assisterende mekanismer for kirurgi og generell medisin, roboter for havbruk og industri. Autonome systemer (Kristin Y. Pettersen): 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, osv. Kunnskap for en bedre verden 54
Navigasjon og fartøystyring Hovedprofil Professor Thor I. Fossen
Navigasjon og fartøystyring y Matematisk modellering og simulering av fartøybevegelse i 6 frihetsgrader Metoder for styring av fly, ubemannede farkoster, skip, flytende plattformer og undervannsfartøyer Hydrodynamiske og aerodynamiske modeller for treningssimulatorer i og beslutningsstøttesystemer Design av autopiloter, posisjonerings- og navigasjonssystemer Fagene TTK 4150 ulineære systemer og TTK 4190 Fartøystyring er obligatorisk for de som velger denne hovedprofilen. For de som tar 4. klasse i utlandet er det laget et alternativ: 56
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. 57
Navigasjon og fartøystyring Jobb Når kan du begynne? Du har en solid utdannelse i reguleringsteknikk med spesialisering innenfor reguleringstekniske metoder, estimeringsteori og programmering. g Du er veldig god til å modellere og simulere mekaniske systemer (alt som rører på seg kan du skrive ned differensiallikninger for midt på natta) inkludert fartøyer og roboter. Det du lærer om marine/offshore systemer er også svært nyttig i norsk næringsliv. Mange med denne bakgrunnen jobber i firma som Kongsberg, Siemens, ABB, SINTEF, Marine Cybernetics, DNV GL, Marine Technologies, FFI, høyskole og universitet, konsulent eller kanskje du er en av de mange Gründerne fra kybernetikkmiljøet som starter eget firma. 58
Skipsstyring i dårlig vær 59
UAV-Lab: ITK sin flyplass på Agdenes 60
Robotics For service, education and industry Anton Shiriaev Kunnskap for ei betre verd
Industrial Robotics Kunnskap for ei betre verd 62
Industrial Robotics Kunnskap for ei betre verd 63
Educational Robotics Kunnskap for ei betre verd 64
Design and control of walking machines Kunnskap for ei betre verd 65
Autonome systemer Kristin Y. Pettersen Kunnskap for en bedre verden
2013-20222022 Centre for Autonomous Marine Operations and Systems Kunnskap for en bedre verden
Project 4: Autonomous Underwater Robotics for Mapping, Monitoring i and dintervention Project manager Prof. Kristin Y. Pettersen Department of Eng. Cybernetics AMOS How to make underwater robots with endurance and propulsion p capabilities as marine species? Kunnskap for en bedre verden
Hva er autonomi? Autonom = "selvstyrt" Kan ta beslutninger selv Kan håndtere uforutsette hendelser Kunnskap for en bedre verden 69
Automatisk versus Autonomt Automatisk system Kan utføre veldefinerte oppgaver i strukturerte omgivelser uten innblanding fra menneske/operatør Autonomt system Kan utføre komplekse oppgaver under betydelig usikkerhet og i ustrukturerte omgivelser Enkelt sagt: Autonome systemer har mer intelligens og kan tilpasse seg slik at de kan utføre oppgaver der automatiske systemer vil feile pga uforutsette hendelser. Kunnskap for en bedre verden An autonomous system will function by the principle "sense => plan => act"
Reaktive systemer Dagens roboter er veldig gode til å løse veldefinerte oppgaver, hvor nøye utformede algoritmer presist definerer sammenhengen mellom målinger ("sense") og handling ("act") Derfor er dagens roboter reaktive de har preprogrammert en direkte sammenheng av typen "måling => handling" Andre eksempler på reaktive systemer: Elektriske k varmestyringssystemer t Autopiloter for skip, biler Styringssystemer for fly Automatiseringssystemer for kjemiske prosessanlegg Dynamiske posisjoneringssystemer Sense Act Kunnskap for en bedre verden 71
Courtesy of Kongsberg Maritime Multiple reactive systems to command: Mega watts of power available at the tip of your finger! Kunnskap for en bedre verden
Ulstein Bridge Vision Attempting ti to increase situation ti awareness: Kunnskap for en bedre verden 73
Technology is a tool for humans and not vice versa Kunnskap for en bedre verden 74
Studieretning: Medisinske og biologiske systemer Hovedprofiler: Biomedisinsk bevegelse og rehabilitering (Øyvind Stavdahl): Modellering, instrumentering, analyse og styring av prosesser relatert til menneskets helse: armproteser, blodsukkernivå og bevegelsesdiagnostikk. Medisinsk billeddannelse (Hans Torp): 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 (Jo Arve Alfredsen): Kybernetikk anvendt til teknologiutvikling innen en av Norges viktigste vekstnæringer: mat og andre produkter basert på havets fornybare ressurser. Kunnskap for ei betre verd 75
Biomedisinsk bevegelse og rehabilitering ("BB") Øyvind Stavdahl Kunnskap for ei betre verd
Et utvalg av tidligere studentoppgaver Innvevde & tilpassede datasystemer for hånd- og armproteser Avansert skritteller/ aktivitetsmonitor for eldre Modellering, instrumentering og regulering av blodsukker Bevegelsesbasert diagnose av CP hos spedbarn Kunnskap for ei betre verd 77
Artificial Pancreas Trondheim Svært tverrfaglig forskningsgruppe opprettet i 2013 Diabetes et av verdens største helseproblemer Langsiktig målsetting: "Utvikle en robust glukoseregulering for pasienter med diabetes mellitus type 1 og 2 (og for intensivpasienter)" Tema: Kontinuerlig blodsukkermåling Ny, norsk sensorteknologi Kontinuerlig insulintilførsel Modellering og simulering Dyreforsøk Kliniske forsøk ->? Kunnskap for ei betre verd 78 CC BY: Blausen 0699 PancreasAnatomy2 http://en.wikipedia.org/wiki/pancreas#mediaviewer/file:blau sen_0699_pancreasanatomy2.png
Take-home message BB 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 79
Medisinsk billeddannelse Hans Torp Institutt for sirkulasjon og bildediagnostikk Kunnskap for en bedre verden
Medisinsk billeddannelse Se indre organer med ultralyd og MR Kunnskap for en bedre verden
Real-time 3D with super-resolution Enabling technologies Manufacture Interconnect Integrated electronics Post processing 2D imaging - > 3D imaging 2GB/s - > 150 GB/s Very small elements: high impedance Graphic processor Kunnskap for en bedre verden
Automatisk måling av hjertemuskel-tykkelse Tidlig tegn på hjertesvikt pga. høyt blodtrykk Sanntids Kalmanfilter-tilpasning til 2D-modell Stipendiat Sten Roar Snare (Kybmaster 2006) Kunnskap for en bedre verden 83
New hope for tiny hearts Advances in imaging methods to discover heart defects in children and newborns References: Siri A. Nyrnes, L. Lovstakken et al, Echocardiography. 2007;24:975-981, Echocardiography 2010;27:1113-1119 Kunnskap for en bedre verden
Ultrasound Innovation in Diagnosis and Therapy Department of Circulation and Medical Imaging GE CEO Jeff Immelt Pope Benedict XVI Global helse: Elefant-sikker ultralydscanner for jordmødre i Afrika Kunnskap for en bedre verden
Fiskeri- og havbrukskybernetikk Kybernetikk anvendt innen en av våre fremste vekstnæringer Kontakt: Jo Arve Alfredsen, 1. aman. Institutt for teknisk kybernetikk E-mail: jo.arve.alfredsen@itk.ntnu.no t Kunnskap for en bedre verden 86
Fiskeri- og havbrukskybernetikk Bakgrunn og muligheter: Norge råder over store og rike havområder med enormt potensial for produksjon av sunn mat basert på fornybare ressurser Vi er en av verdens ledende fiskeri- og havbruksnasjoner stort potensial for teknologisk nyskaping og entreprenørskap Lær å bruke kybernetikk som metodegrunnlag i en industri med fremtiden foran seg Skaff deg avansert kunnskap innen kybernetikk i kombinasjon med innsikt i sentrale emner i marin biologi og ressurser For deg som også synes biologi er interessant Lære å: Modellere atferd, fysiologi og populasjonsdynamikk hos fisk og plankton Utvikle avanserte instrumenter for å måle fysiske og biologiske parametre i havet Lage overvåknings- og reguleringssystemer for produksjon av fisk og plankton Lage små ultralydsendere for å kartlegge fiskens vandring Kunnskap for en bedre verden ÅR 5 4 SEM 10V 9H 8V 7H Studiepoeng 75 7.5 75 7.5 75 7.5 75 7.5 KYB/TEKN Valgbart KYB/TEKN Valgbart MASTER FH-kyb TEMA TK14+15 EiT PROSJEKT FH-kyb BIO Akvakultur BIO Akvakultur KYB KYB TEKN BIO Ind.dat.kon. dd Valgbart Marin akust Marin TK14: Marinbiologiske modeller og systemer TK15: Marin instrumentering og biotelemetri
Instituttleder SOME FINAL WORDS... Kunnskap for en bedre verden
Hva når jeg er ferdig med studiet? Med en mastergrad (MSc) i kybernetikk er du svært ettertraktet t t 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, olje og gass, prosessindustri, IT, medisin, havbruk, osv.) Utdanningen kvalifiserer for jobber innenfor produktutvikling og forskning, og gir god bakgrunn for etablering av egen bedrift 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 89
Hva når jeg er ferdig med studiet? "Bidrar til mer miljøvennlig li matproduksjon" Med den avanserte og ultrapresise robotteknologien som utvikles i Asterix-prosjektet kan bruken av ugressmidler reduseres med opptil 90 prosent, tror Nærings-PhD-kandidat Trygve Utstumo. (Oppstartsbedriften Adigo) "Godt drillet på design og fremtiden" Det skjer utrolig mye spennende innenfor automatisering og boring etter olje for tiden, og det er gøy å få være med på å utvikle innovative løsninger, sier Marianne Holmstrøm og Ylva Vintervold. (National Oilwell Varco, NOV) "Forvalter aksjer med doktorgrad" Som porteføljeforvalter i Norges Bank arbeider Anders Sunde Wroldsen med å få mest mulig ut av oljefondet og litt forenklet kan man si at han sammen med seks andre har ansvaret for tre fjerdedeler av aksjeporteføljen, omtrent 2500 milliarder kroner. (NBIM) Kunnskap for en bedre verden 90
Gründervirksomhet og nyskaping Mange norske industribedrifter ib d ift har hatt sitt utspring fra virksomhet ved ITK: Norcontrol Albatross Norsk Data Tomra Vingmed... I nyere tid (spesielt marint): Cybernetica Marine Cybernetics Maritime Robotics Aptomar... Kunnskap for en bedre verden 91
Arbeidslivets koordinatsystem Akademia Instituttleder Forsker Mennesker Teknologi Avdelingsleder Ingeniør Kunnskap for en bedre verden Industri 92
Noen råd... Kast dere ut i det just do it! Dere må tørre å prøve og feile Ikke vær redd for å stille spørsmål! 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 Sitat: "Genialitet er 1 prosent inspirasjon og 99 prosent hardt arbeid."...hvem? En av verdens største oppfinnere, med over 1000 patenter: Thomas Edison Kunnskap for en bedre verden 93
Det ser lovende ut... Siden 2010: 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 Poenggrenser 2010 2011 2012 2013 2014 Poenggrenser Kunnskap for en bedre verden 94
Spesielt fordi... Siden 2010: 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Møtte studenter 2010 2011 2012 2013 2014 Møtte studenter Kunnskap for en bedre verden 95
Kybernetisk jubileumsdag 7. november Institutt for teknisk k kybernetikk fyller 60 år i år! Program: Kl. 09.30-16.00: Kybernetisk fagdag i Elektrobygget Kl. 19.00-23.00: Kybernetisk festaften på Clarion Hotel Trondheim Alle ansatte og studenter samt utvalgte gjester inviteres til kybernetisk festaften hittil er det over 400 påmeldte Kunnskap for en bedre verden 96
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 97
"Instituttet for de moderne ting" Velkommen til kybernetikkens vidunderlige d verden! Kunnskap for en bedre verden 98