Kybernetikk og robotikk, 5-årig. Studiets oppbygning 2021
Studiets oppbygning MTTK 2021
Studiets oppbygning
For årstrinnet tatt opp i 2021 på 5-årig kybernetikk og robotikk
De to første årene ligger hovedfokus på realfag, datafag og grunnleggende kybernetikkfag. Emnene i 3. årskurs er metodeemner, mens emnene i 4. og 5. årskurs er mer rettet mot anvendelser innen de fagområdene som hovedprofilen angir. Hovedprofilene er satt opp for å gi deg anbefalte emnevalg ut fra erfaringer om hva industribedriftene trenger.
I 4. årskurs skal du gjøre en tverrfaglig prosjektoppgave med løsning av en interessant, gjerne relevant industriell, problemstilling. I forbindelse med dette prosjektarbeidet får studentene også trening i gruppearbeid, skriftlig og muntlig kommunikasjon og presentasjon. Oppgavene spenner over alt fra konstruksjon av elektronikk og dataprogrammer til teoretiske studier med utledning av grunnleggende matematiske sammenhenger og er sterkt tverrfaglig ved at du arbeider i grupper sammen med studenter fra fagretninger innen hele NTNU.
Emneoversikt
Realfagsemner | Grunnleggende data- og ingeniøremner | Kybernetikkemner | Andre emner |
Hovedprofiler, innhold
Hovedprofiler
Innvevde datasystemer
Innvevde datasystemer
Disse systemene befinner seg "overalt" i samfunnet, kunnskaper og ferdigheter kan derfor brukes mot et bredt spekter av anvendelser. Det samarbeides tett med industrien, blant annet med master- og prosjektoppgaver. Studenter med ferdigheter innen innvevde systemer er sterkt etterspurte. Områder man jobber på er svært varierte, blant annet medisin og helse, industri, robotikk, automatisering og i elektronikkbransjen.
Sanntidssystemer
Sanntidssystemer
Systemteknikk og sikkerhet
Systemteknikk og sikkerhet
Her inngår innføring i:
- Typiske arkitekturer – med brukergrensesnitt, feltutstyr, nettverk og tilkoblinger til omverdenen
- Industriell kommunikasjon og åpne plattformer for informasjonsmodeller og deling av data (som OPC UA)
- Utforming av elektrisk utstyr som står i eksplosjonsfarlige områder
- Jording og ulike energitilførselssystemer.
- Designdokumentasjon som beskriver funksjonalitet i styresystemer
- Tiltak for å ivareta cybersikkerhet
I profilen inngår også utforming av styresystemer for sikkerhet, det vil styresystemer som har som oppgave å gripe inn slik at skade på mennesker, miljø og kritisk infrastruktur forhindres. Begrepet SIS (safety-instrumented system) er hentet fra prosessindustrien, men konseptet benyttes her generelt for alle typer industrielle anvendelser. Til forskjell fra kontrollsystemer, så utledes krav til SIS i risikoanalyser. Risikoanalysene gir også føringer for hvor pålitelige sikkerhetsfunksjonene må være. I forbindelse med dette gir profilen kunnskap om:
- Eksempler på ulike typer SIS
- Metoder for risikoanalyse
- Utforming av hardware og software utfra safety integrity level (SIL)
- Konstruksjonsprinsipper for maskinsikkerhet
- Metoder for funksjonsanalyse, feilklassifisering og feilanalyse
- Metoder for pålitelighetsvurdering
- Regelverk og standarder
Prosessregulering
Prosessregulering
Vi samarbeider tett med sentrale industriaktører i Norge og internasjonalt om både forskning og undervisning. Prosjekt- og masteroppgavene vi tilbyr stammer ofte fra relevante problemstillinger industrien jobber med.
Styring av smarte nett og fornybar energi
Styring av smarte nett og fornybar energi
- Økt innslag av fornybar kraftproduksjon med variabel og ikke styrbar produksjonsrate
- Økt kraftforbruk
- Motstand mot utbygging av overføringslinjer og kraftproduksjon
I fremtiden må derfor forbruket justeres for å tilpasse seg tilgjengelig produksjon, noe som betyr en total omveltning av måten kraftsystemet drives på, og forutsetter omfattende bruk av IKT. Kybernetikken står helt sentralt i omformingen av det eksisterende kraftnettet til fremtidens ‘smarte' nett.
Hovedprofilen gir anledning til å spesialisere deg mot anvendelser innen kraftsystemet, og innebærer omfattende tverrfaglig samarbeid – mot industri og Institutt for Elkraftteknikk ved NTNU, og tilbyr utfordringer innen både industriell datateknikk og reguleringsteknikk.
Navigasjon og fartøystyring
Navigasjon og fartøystyring
For navigasjonssystemer blir det lagt vekt på tilstandsestimatorer for integrasjon av satellittnavigasjonssystemer, gyroer og akselerometer. Dette inkluderer praktisk bruk av Kalman-filteret og ulineære tilstandsestimatorer for posisjon, hastighet og attityde. Emnet TTK4190 Fartøystyring er sentralt for de som velger denne hovedprofilen.
Robotsystemer
Robotsystemer
En type roboter som instituttet har aktivitet rundt er slangeroboter. Slangeroboter er robotiserte mekanismer som kan bevege seg i krevende omgivelser på samme måte som biologiske slanger. Om noen år, vil slike roboter benyttes til søk og redning etter jordskjelv og til vedlikehold i komplekse rørsystemer. Instituttet har i mange år forsket på metoder for å styre slike mekanismer, og har også utviklet flere ulike typer slangeroboter. Som student ved instituttet, lærer du hvordan matematikk kan benyttes for å beskrive og styre bevegelsen til disse spennende robotmekanismene.
Autonome systemer
Autonome systemer
Dette er nødvendig for å møte utfordringene relatert til miljø og klima, sikker maritim transport, kartlegging og overvåkning av kystområdene, offshore fornybar energi, fiskeri og havbruk samt arktisk olje- og gassutvinning på dypt vann. Institutt for teknisk kybernetikk har sammen med Institutt for marin teknikk et senter for fremragende forskning (SFF) på autonome marine operasjoner og systemer (AMOS).
Medisinsk billeddannelse
Medisinsk billeddannelse
Ved å bruke matematiske modeller av avbildningsprosessen kan vi optimalisere signaler som sendes inn i kroppen, samt sensorteknologi og signalbehandling for å trekke ut relevant klinisk informasjon som omgjøres til en sanntids bildestrøm i 2D eller 3D som kan tolkes av legen.
NTNU har et nært samarbeid med industribedriften GE-Vingmed som er verdensledende innen ultralydteknologi for hjerte/kar-diagnose. Mer info om hovedprofilen og prosjekt/masteroppgaver finner du hos ultralydgruppen.
Biomedisinsk kybernetikk
Biomedisinsk kybernetikk
Havbiokybernetikk
Havbiokybernetikk
(Fiskeri- og havbrukskybernetikk)
Hovedprofilen er særlig rettet inn mot de tre følgende anvendelsesområdene:
Akvakultur: Akvakultur, spesielt lakseoppdrett, er en av Norges største eksportnæringer, og har et stort potensial og behov for teknologiutvikling. Fremtidens metoder innen akvakultur vil i stor grad basere seg på avanserte og spesialtilpassede styre- og overvåkningssystemer - kjent som Precision Fish Farming - for å sikre stabil produksjon, god dyrevelferd og bærekraftig utnyttelse av ressursene, og for å håndtere utfordringer som lakselus og sykdommer. I studiet vil du eksempelvis lære om utvikling av teknologiske løsninger for å overvåke og styre produksjon av eksisterende og nye arter, telemetri for å gjøre individbaserte målinger på fisk, automatisering av havbruksoperasjoner og modellering og simulering av havbruksprosesser eksempelvis fiskens fysiologi og atferd.
Fiskeri: Norge er en stormakt innenfor fiskeri, og for at nasjonen skal holde på denne posisjonen er industrien avhengig av teknologiutvikling. Det er derfor mange spennende oppgaver for kybernetikere innenfor teknologiutvikling for fiskerinæringen. Studiet vil omhandle blant annet utvikling av teknologi for ombordhåndtering av fangst, inspeksjon og reparasjon av fiskeredskaper, styring av intelligente fiskeredskaper og innhenting av data fra fiskeflåten for bedre å kunne estimere utviklingen og fordelingen av fiskebestander i havet.
Havforskning: Havet er viktig for Norge, både med tanke på marine industrier som akvakultur, fiskeri, olje- og gassnæringen og skipsfart, og som en viktig del av miljøet og livsgrunnlaget på planeten vår. Observasjon av fysiske og biologiske prosesser i havet krever spesialisert instrumentering, og det finnes en rekke plattformer for havobservasjon, eksempelvis satellitter, autonome farkoster i luften, på overflaten og under vannet, stasjonære bøyer og skipsbasert instrumentering. Prosessene i havet kan også modelleres ved hjelp av fysiske og biologiske oseanografimodeller. I studiet vil du lære om oseanografisk instrumentering, observasjonsplattformer, matematiske modeller for fysikk og biologi i havet, og metoder for å estimere prosesser i havet ved hjelp av kombinasjon av modell og målinger.