Dostupne teme diplomskih radova
Obavezno pročitati: kratke upute i pravila
Za sve studentice i studente koje zanimaju dosad napravljeni diplomski radovi u CRTA-i, radove mogu pogledati ovdje. Svi diplomski radovi napravljeni u sklopu starog laboratorija obranjeni su prije 2021. godine. Svi radovi iz 2021. i 2022. godine napravljeni su u i implementirani u CRTA-i. Od studentica i studenata koji odaberu temu diplomskog rada očekuje se aktivan angažman te odgovoran rad na zadanoj temi. Svim studentima koji odaberu diplomski rad na jednu od dolje ponuđenih tema bit će osigurana sva potrebna oprema, te radna mjesta i (dijeljeno) računalo u laboratoriju i/ili praktikumima. Ukoliko diplomski rad uključuje i eksperimentalan dio, studentima će biti omogućen rad u pripadajućem laboratoriju u kojem će se izvoditi eksperimenti: Laboratorij za autonomne sustave, Laboratorij za medicinsku robotiku ili Laboratorij za računalnu inteligenciju. Uz rad u laboratorijima svim studentima su na raspolaganju i dva praktikuma čiji raspored zauzeća je moguće vidjeti ovdje. Prilikom rada u laboratorijima i praktikumima studentice i studenti se moraju pridržavati svih pravila ponašanja te pravila korištenja računalne, laboratorijske i ostale opreme. Nakon rada radna mjesta u CRTA-i potrebno je uvijek ostaviti čista i uredna.
Uz laboratorije i laboratorijsku opremu, u studentskom dijelu CRTA-e studentima su na raspolaganju 3D printeri, razni studentski alat u i oprema koji su nužni za veći broj tema koje uključuju praktični i eksperimentalni rad.
Za rad sa studentskim i ostalim alatom zadužen je istraživač Luka Rabuzin te će vas Luka uputiti u sva pravila kad počnete raditi na svojoj temi.
Vezano uz neka općenita pitanja i iskustva studenata uvijek se možete javiti našim trenutnim studentima, diplomantima ili demosima.
Što je to “Projekt” i kako je povezan s diplomskim radom?
Projekt iz 9. semestra studija koji prethodi upisu diplomskog rada nužan je preduvjet za prijavu teme diplomskog rada ukoliko je mentor ili komentor nastavnik iz CRTA-e. Tema projekta usko je povezana s temom diplomskog rada te čini cjelinu s diplomskim radom. Prilikom upisa projekta u Studomatu potrebno je dogovoriti se s budućim mentorom ili komentorom o opsegu Projekta. Projekt u pravilu uključuje rješavanje određenih dijelova iz teme diplomskog rada (jedan dio natuknica iz svake dolje opisane teme). Projekt se predaje mentoru (i komentoru) u digitalnom obliku.
Pisanje i predaja diplomskog rada
Diplomski rad potrebno je pisati u skladu sa službenim uputama i predlošku diplomskog rada koji se nalaze ovdje. Prije pisanja diplomskog rada potrebno je detaljno proučiti sve materijale te se za bilo kakva pitanja javiti mentoru ili komentoru.
Prije početka pisanja predlaže se usuglasiti strukturu rada s mentorom ili komentorom. S obzirom na odabran termin predaje diplomskog rada, cjelovito napisani diplomski rad potrebno je predati mentoru ili komentoru na čitanje (word i pdf verzije) mailom najmanje 10 dana prije službenog roka za predaju. Diplomski rad poslan na čitanje mora biti kompletan i pravopisno ispravan (obavezno napraviti provjeru na ispravi.me).
Popis dostupnih tema
- Projektiranje i automatska kalibracija pametnog 3D kamera sustava za robotsku ruku
- Development of an end-effector for physical human-robot interaction and physiotherapy
- Dvoručna montaža kućišta osigurača
- Robotsko rukovanje predmetima u nesređenom stanju
- Izvršavanje naprednih misija primjenom robota KUKA KMR iiwa i robotskog operativnog sustava (ROS2)
- Razvoj interaktivnog postava za igru križić kružić
Ukoliko vas zanima neko područje ili tema koja nije predložena slobodno možete predložiti vlastite teme, ideje i projekte nekome od zaposlenika u CRTA-i te potom prijedlog vaše teme možete dogovoriti s potencijalnim mentorom i/ili komentorom i suradnicima na temi. Za bilo kakva druga pitanja slobodno se možete javiti mailom nastavniku zaduženom za pojedinu temu ili doći u vrijeme konzultacija.
Detaljan opis dostupnih tema
Projektiranje i automatska kalibracija pametnog 3D kamera sustava za robotsku ruku
Zadatak je integrirati kompletno rješenje za postavljanje i kalibraciju embedded 3D kamera sustava na robotsku ruku:
- Projektiranje i izrada (3d print) kućišta za 3D kameru (Realsense D435) i embedded računala (Jetson Nano) sa priključkom na prirubnicu robotske ruke (Universal robot UR5),
- Postavljanje Jetson Nano operativnog sustava i programerskog okruženja (Realsense SDK, c++, OpenCV),
- Izrada programa koji uz kalibracijsku ploču omogućava automatsku kalibraciju (izračun matrice transformacije između prirubnice robota i koordinatnog sustava kamere) 3D kamere,
- Provesti mjerenja za utvrđivanje točnosti kalibracije.
Za više detalja o ovoj temi javiti se dr. sc. Filipu Šuligoju.
Development of an end-effector for physical human-robot interaction and physiotherapy
Languge of the Master thesis: English
Mentor: Doc. dr. sc. Marko Švaco
Comentor: Doc. dr. sc. Tadej Petrič – homepage
Musculoskeletal disorders (MSDs) are referred to as the pandemic of the modern world. They account for the majority of all recognized diseases in the European Union and cause millions of lost working days each year. MSDs are soft tissue injuries caused by sudden impact, force, vibration, and unbalanced positions. The treatment of MSDs has been summarized in several clinical practice guidelines.
In the scope of this thesis, a detailed state-of-the-art analysis of active projects and research in the field of robotic physiotherapy needs to be done. All types of physiotherapy should be investigated such as physical contact, massage, ultrasound, heat, etc.
In the scope of the thesis, a prototype of a robotic end-effector based on the human hand should be researched, developed, and tested in the Laboratory for medical robotics at CRTA on a robot arm with position and impedance control.
This task details investigation into biomechanics and the anatomy of a human hand (palm, fingers, thumb, fist) used in physiotherapy. The developed end-effector of the collaborative robot is intended to reproduce therapeutic movements and apply forces on a human subject in a laboratory mockup scenario. Important mechanical (stiffness, hardness, elasticity, etc.) and physical properties (induced pressure, temperature, friction, etc.) should be measured with the purpose of developing a highly effective end-effector.
Za više detalja o ovoj temi javiti se doc. dr. sc. Marku Švaci.
Dvoručna montaža kućišta osigurača
Primjena dvoručnih industrijskih robota sve je češća jer omogućava značajno proširenje mogućnosti u odnosu na robotska radna mjesta s jednom robotskom rukom. U sklopu laboratorija za računalnu inteligenciju nalazi se dvoručni robotski sustav opremljen sa 15 stupnjeva slobode gibanja, dvije 2D industrijske kamere, izmjenjivačima alata, hvataljkama te radnim stolom s industrijskim proizvodom – kućištem osigurača. S ciljem potpune automatizacije i robotizacije procesa sklapanja kućišta osigurača, s postojećim dvoručnim robotom Yaskawa CSDA10F potrebno je:
- preoblikovati i unaprijediti sustav strojnog vida (hardver i softver) te ga učiniti robusnim i funkcionalnim,
- preoblikovati i unaprijediti robotske alate, stalke za alate, magazine, palete, gnijezda i dostavne staze koje se koriste za pripremu i pozicioniranje ugradbenih elemenata kućišta osigurača,
- razviti algoritam za učenje zadanog rasporeda osigurača i releja temeljem 2D percepcije i obrade slike,
- programirati proces autonomnog sklapanja kućišta osigurača prema naučenom rasporedu iz prethodne točke,
- napraviti jednostavno grafičko sučelje za upravljanje robotskom stanicom,
- razviti i implementirati algoritam za kontrolu kvalitete (provjeru) sklopljenog kućišta osigurača.
Rad je potrebno validirati na opremi u Laboratoriju za računalnu inteligenciju. Za razvijenu aplikaciju potrebno je oblikovati i izraditi sve potrebne konstrukcijske, mehatroničke i ostale elemente/komponente. Demonstracija na opremi u laboratoriju treba biti omogućena u automatskom režimu rada putem korisničkog sučelja.
Za više detalja o ovoj temi javiti se doc. dr. sc. Marku Švaci i dr. sc. Josipu Vidakoviću.
Robotsko rukovanje predmetima u nesređenom stanju
Industrijski roboti sve se više koriste u nestrukturiranim ranim okolinama gdje je cilj rukovanje predmetima kojima su svih šest stupnjeva slobode gibanja (tri translacije i tri rotacije) nepoznate. U laboratoriju za autonomne sustave u CRTA-i na postojećem eksperimentalnom postavu potrebno je riješiti problem izuzimanja dijelova iz kutije koristeći stacionarni industrijski 3D vizijski sustav. Kao prethodno istraživanje potrebno je proučiti do sada napravljene studentske radove na slične teme. U sklopu ovog rada potrebno je:
- napraviti potrebna konstrukcijska i programska rješenja za automatsku izmjenu alata na robotu,
- izraditi alat za kalibraciju vizijskog sustava i robotske ruke,
- odabrati najmanje devet predmeta rada različitih oblika (kutijasti, cilindrični, diskasti, plosnati, itd.) i različitih dimenzija,
- za odabrane predmete potrebno je ispitati, implementirati i opisati sve dostupne funkcije za 3D detekciju i lokalizaciju.
Rad je potrebno validirati na opremi u Laboratoriju za autonomne sustave. Za razvijenu aplikaciju potrebno je oblikovati i izraditi sve potrebne konstrukcijske, mehatroničke i ostale elemente/komponente koristeći dostupnu opremu u laboratoriju. Demonstracija na opremi u laboratoriju treba biti omogućena u automatskom režimu rada putem proizvoljnog korisničkog sučelja.
Za više detalja o ovoj temi javiti se doc. dr. sc. Marku Švaci.
Izvršavanje naprednih misija primjenom robota KUKA KMR iiwa i robotskog operativnog sustava (ROS2)
Mobilni robot KUKA KMR iiwa ima mogućnost programiranja i implementiranja primjenom KUKA Sunrise okruženja. Sunrise okruženje zahtjeva programiranje robota u JAVA programskom jeziku koje za inženjere robotike nije praktično poput Pythona ili C++, stoga je na Norveškom sveučilištu razvijen interface koji omogućuje upravljanje mobilnim robotom i čitanje njegovih senzora primjenom ROS2 okruženja. Osim lakšeg pisanja programa u ROS2 okruženju, odlika ROS2 je ta što nudi mogućnost primjene drugih algoritama mapiranja, lokalizacije i navigacije u prostoru, a ne samo KUKA-inih. KUKA KMR mobilni robot na sebi sadrži i KUKA iiwa industrijski kolaborativni robot koji također ima opciju implementacije u ROS2 okruženju zajedno s MoveIt paketom što nudi iznimnu fleksibilnost u radu s robotom. U sklopu rada potrebno je:
- istražiti i implementirati komunikaciju iz ROS2 prema KUKA KMR robotu (hardware interface)
- istražiti i implementirati komunikaciju iz ROS2 prema KUKA iiwa robotu primjenom MoveIt paketa
- odabrati najadekvatnije algoritme za simultanu lokalizaciju i mapiranje prostora te ih implementirati na robotu
- odabrati najadekvatniji algoritam za autonomno navigiranje robota po prostoru
- definirati i izvesti zadatak odlaska po predmet, izuzimanja predmeta i odlaganja istog na prethodno definirano mjesto
Za više detalja o ovoj temi javiti se doc. dr. sc. Marku Švaci i doktorandu Branimiru Ćaranu.
Razvoj interaktivnog postava za igru križić kružić
Ambijentalna i motorička inteligencija omogućuju ljudima snalaženje i prilagodbu na mnoge nove situacije. Jedno od područja u kojima percepcija okoline te ljudska inteligencija dolaze do izražaja su razne igre. Jedna od relativno jednostavnih igara je igra križić-kružić. Kako bi se robotskom sustavu omogućilo igranje ove igre protiv ljudskog protivnika, to zahtjeva integraciju mnogih senzorskih i motoričkih sposobnosti na robotski sustav. Percepcija radne površine za igru izazovan je zadatak jer na robusnu percepciju utječe niz varijabilnih parametar kao što su smjer i jačina svjetla, boja, debljina i dimenzija oznaka „x“ i „o“ na radnoj površini (ploči). Nadalje, planiranje kretanja robotske ruke nije trivijalan zadatak jer je potrebno izbjeći kolizije s okolinom te planirati takve kretnje koje ne prolaze kroz singularitete niti imaju velike deceleracije i brzine individualnih zglobova niti vrha alata robota. Na postojećem postavu za igru križić-kružić u laboratoriju za autonomne sustave potrebno je:
- analizirati radni prostor robota s ciljem povećanja efektivnog područja za igru,
- analizirati i predložiti novi raspored vizijskog sustava (jedne ili više kamera) za robusnu percepciju radnog područja igraće ploče,
- razviti i implementirati algoritam strojnog vida za prepoznavanje ravninskog položaja polja za igru te znakova za igru „x“ i „o“,
- napraviti grafičko korisničko sučelje za interakciju s igračem te za pokretanje cijele aplikacije
- svaku robotsku kretnju prije izvođenja potrebno je analizirati i provjeriti u simulacijskom programskom paketu kao što je RoboDK,
- napraviti potrebne konstrukcijske, upravljačke i ostale izmjene na eksperimentalnom postavu,
- izraditi proceduru za automatiziranu kalibraciju vizijskih sustava i robota.
Diplomski rad potrebno je napraviti na postojećem postavu s UR5 robotom u laboratoriju za autonomne sustave u CRTA-i.
Za više detalja o ovoj temi javiti se doc. dr. sc. Marku Švaci i dr. sc. Filipu Šuligoju.
Kriteriji ocjene diplomskih radova
Diplomske radove potrebno je pisati prema svim službenim uputama FSB-a. Sukladno pridržavanju formalnih pravila i naputaka, a ponajviše rada na diplomskom radu, samostalnosti i originalnosti formira se ocjena mentora i komentora. Uz pojedinačnu ocjenu diplomskog rada, prilikom prezentacije pred povjerenstvom dodjeljuje se ocjena iz prezentacije diplomskog rada.
Pozivamo sve studentice i studente da prouče pravila i naputke te da daju svoj maksimalan doprinos u izradi projekta te izradi i prezentaciji diplomskog rada.
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog fonda za regionalni razvoj.
Izradu internetske stranice je sufinancirala Europska unija iz Europskog fonda za regionalni razvoj.
Sadržaj internetske stranice isključiva je odgovornost Fakulteta strojarstva i brodogradnje.