פיתוח פורץ דרך של סטודנטים לתואר ראשון מבית הספר להנדסה מכנית מציעים טכנולוגייה חלופית ובטוחה לחילוץ פצועים משטח קרב

  • תגיות:

העימות האחרון ברצועת עזה אמנם נרגע לעת עתה, אולם בצה"ל מודעים לכך שסבב הלחימה הבא כבר נמצא בפתח. הסטודנטים שלנו לא עוצרים לרגע וחושבים רק קדימה בפיתוח פתרון מהפכני בכל הקשור לפנוי פצועים בשדה הקרב.

 

דור פראג', תום סלומון וגיא יזרעאלי הם סטודנטים לתואר ראשון מבית הספר להנדסה מכנית בפקולטה להנדסה אוניברסיטת תל אביב והם אחראים על הפיתוח פורץ הדרך כחלק מפרויקט הגמר שלהם, בליווי של רוני שפיר ודני ברקו

 

עבור דור, תום וגיא הפרויקט הזה היווה בחירה טבעית לאור תפקידיהם בצבא בסדיר ובשרות המילואים. גיא יזרעאלי משרת במילואים כקצין תומך לחימה ביחידת פלה"ק (פלוגת החייאה קדמית), תום סלומון משרת במילואים כלוחם וחובש ביחידת עורב צנחנים ודור פראג' משרת במילואים ביחידת המודיעין של פיקוד דרום אשר בין היתר מנהלת את פינוי הנפגעים בגזרה. "דיברנו ביננו על הצורך בחילוץ פצוע מן הסוג הזה אשר יתבצע ללא סיכון חיילים נוספים בשטח" כך מסביר תום. "לאור השירות הצבאי נחשפנו לשיטות הפינוי השונות בצה"ל (רכוב, מוסק וימי) וזיהינו את הבעיה אותה ניסינו לפתור".
 

רחפן המאפשר פינוי מהיר

שיטות פינוי הלוחמים בשדה הקרב הנהוגות כיום טומנות בחובן סיכון רב, הן לצוות המחלץ והן למחולץ עצמו. כיום אין דרך חילוץ שאינה דורשת הימצאות המחלץ בשטח, ויתרה מכך, מלבד חילוץ מוסק (שהינו יקר ומסוכן), אין אפשרות לחילוץ אווירי.

 

במסגרת פרויקט הגמר לתואר ראשון, הציעו הסטודנטים שיטת חילוץ שאינה דורשת הימצאות המחלץ בשטח, זאת באמצעות רחפן המאפשר פינוי מהיר, זול, יעיל ובטיחותי - הן למפעיל הרחפן והן לחייל הפצוע. בעת הגעת הרחפן לנקודת האיסוף, המערכת מסוגלת לבצע עיגון והרמת הפצוע באופן עצמאי ללא גורם אנושי הנמצא בנקודת הפינוי.

 

על הרחפן לשאת במשקל מקסימלי של 120 ק"ג, מהירות הפינוי תהא עד 50 קמ"ש בגובה של כ-2 מטרים, כאשר הפינוי יתבצע למרחק קצר (כ- 200 מטר). פינוי הפצוע יעשה באמצעות רתמה ייעודית או אבזם ייעודי המחובר לאפוד שלו כאשר הוא שוכב על הגב, על הצד או על הבטן.

 

במהלך ביצוע סקר של שוק הרחפנים לנשיאת  משקלים גדולים, הגיעו הסטודנטים למסקנה כי הרחפן eVTOL CAV מבית Boeing הינו הרחפן המתאים ביותר לדרישות הפרויקט. במסגרת הפרויקט סקרו הסטודנטים שלוש חלופות אפשריות שעונות על דרישות הפרויקט ובחרו בחלופת כננת עם כבל המובל באמצעות שרוול טלסקופי, שבקצהו מנגנון נעילה מכאני העושה שימוש במגנט לצורך מיקום טבעת הנעילה בסוגר.

 

בוצעו אנליזות חוזק להוכחת יכולת ההרמה של המנגנון חיבור והתקבל מקדם ביטחון 15:

3. התממשקות מנגנון הנעילה                           2. הרחפן מעל נקודת פינוי הפצוע                     1. הרחפן נישא על גבי רכב צבאי    

 

הפנים מאחורי הפיתוח - מימין לשמאל: דור פראג', גיא יזרעאלי ותום סלומון

EE Seminar: LIDAR Detection in the Few-Photon Regime

29 במאי 2019, 15:00 
חדר 011, בניין כיתות-חשמל  

Speaker:  Itay Horev

M.Sc. student under the supervision of Dr. Ofer Amrani

 

Wednesday, May 29, 2019 at 15:00

Room 011, Kitot Bldg., Faculty of Engineering

 

LIDAR Detection in the Few-Photon Regime 

 
Abstract

 

Lidar (Light Detection and Ranging) is a method used for measuring distance to a target by illuminating the target with pulses of (laser) light and measuring the reflected light pulses with a sensor sensitive to light, a.k.a photo detector. This work considers the low photon count regime and provides methods for determining photon time of arrival (TOA) assuming a non-ideal detector array.

This problem was previously treated using the maximum likelihood criterion while referring to correlation type filter and a matched filter as an ideal solution.

Apriori-knowledge or a good characterization of all possible detector outputs used in a matched filters bank is the optimal solution in a minimum square error (MSE) sense. Unfortunately,  the hardware (HW) complexity and memory requirements entailed by such implementation make it inefficient when moving into the real-time domain, as encountered in Lidar applications.

In Lidar applications, 'hidden' targets, e.g. when located behind a camouflage net, increase the complexity of such a problem and make it necessary to find another simple yet generic solution more suitable for HW realization.

The detector used in this work consists of 20x20 sensor elements. Each element can be triggered independently, it has no constant optical threshold , i.e. optical energy level, that results with an output pulse (voltage measured at the sensor output). Rather, the probability that a sensor produces an electrical output pulse is a probabilistic function of the number of impinging photons. Note that each sensor can be considered a binary component in the sense that it emits an electrical pulse whose properties are fixed, or otherwise, it emits nothing.

The probability that a light pulse does not trigger a sensor-array-based detector depends on the transmitted pulse energy, channel transmission and detection efficiency, but finally, it depends on the actual received optical pulse characteristics. In practice, a small number of photons are received, and the objective is to identify the exact moment when a photon triggered (at least) one sensor element in an array.  The probability P of obtaining an electrical output pulse increases as the energy of the optical signal at the detector input increases. However, when a pulse is received, it may interfere with previous (or following) pulses due to the behavior of the sensor array.

Expectation–maximization (EM) algorithm [3] was introduced for image restoration based on  penalized likelihood formulated in the wavelet domain. The algorithm takes advantage of the sparsity of wavelet representations; as such, it is shown to provide good fit for the case of the low photon count regime. A similar approach of using an EM algorithm was reported in [4] for range discrimination. We use the EM approach as a baseline for solving all the above mentioned difficulties associated with a practical  detector array. 

The current work provides a complete algorithmic, and easy to implement solution which was also tested on a real-world data. It consists of two main parts:

1. an EM algorithmic approach properly tailored for (few-photon) pulse detection, pulse-separation and target image reconstruction;  and

2. a neural network approach employed as a system-level pre-processing filter for distinguishing between "real", "fake" (false) or "complex" targets.  

EE Seminar: Everything Old is New Again: The Return of Gradient Based Optimization Methods

27 במאי 2019, 15:00 
חדר 011, בניין כיתות-חשמל  

(The talk will be given in English)

 

Speaker:     Prof. Marc Teboulle
                     School of Mathematical Sciences, TAU

 

Monday, May 27th, 2019
15:00 - 16:00

Room 011, Kitot Bldg., Faculty of Engineering

 

Everything Old is New Again: The Return of Gradient Based Optimization Methods
 

Abstract

The gradient method, forged by Cauchy about 170 years ago, has regained over the last decade a strong revived interest in modern optimization through many of its variants and relatives known as First Order Methods (FOM). This renewed interest in  FOM has emerged  from  the current high demand in solving optimization problems arising in a wide spectrum of modern applications,  e.g., in signal processing, image science, machine learning, and physics. These applied problems are often ill-posed, nonsmooth,  convex or nonconvex,  and typically very large or even huge scale. This rules out the option of using sophisticated algorithms (e.g., Newton types schemes involving inversion of matrices) which often become prohibitively expensive.  Elementary first order methods using function values and gradient/subgradient information then often remain our best alternative to tackle such large scale optimization problems.  In turn, this rich collection of applied problems is providing fresh perspectives for optimization algorithms leading to new fundamental research with challenging theoretical and computational questions in the field.

We discuss recent advances on the design and analysis of gradient-based algorithms that we have developed and applied successfully in various areas.   In particular, we highlight the ways in which mathematical structures and data information can be beneficially exploited to design and analyze simple convex and nonconvex optimization methods. The talk is intended to a wide audience, and we will assume (almost) no prior knowledge in continuous optimization.

Short Bio
Marc Teboulle is the Eric and Sheila Samson Chair and Professor of Optimization at the School of Mathematical Sciences of Tel Aviv University. He received his D.Sc. from the Technion, Israel Institute of Technology. Teboulle research interests are in the area of continuous optimization, including theoretical foundation and algorithmic analysis, as well as its applications to many areas of science and engineering. Prior to joining Tel Aviv University in 1996, Teboulle was an applied mathematician for the Israel Aircraft Industries, a post-doctoral fellow at Dalhousie University, Canada, and a Professor of Mathematics at University of Maryland (USA). 
Teboulle has published widely on optimization theory, algorithms, and applications.  He is a co-author of the book "Asymptotic Cones and Functions in Optimization and Variational Inequalities" (Springer Monographs in Mathematics, 2003, with A. Auslender). He is a Fellow of SIAM, the Society for Industrial and Applied Mathematics. He served a term as Area Editor for Continuous Optimization of Mathematics of Operations Research from 2013-2018. He currently serves as Corresponding Editor for the Optimization Area of COCV-- Control, Optimization, and Calculus of Variations,  and is on the editorial boards of some other leading journals, including SIAM Journal of Optimization, and SIAM Journal on Mathematics of Data Science.

 

פרופ' נעם אליעז

דקאן הפקולטה להנדסה

סגל אקדמי בכיר במחלקה למדע והנדסה של חומרים
ועדת מינויים יחידתית במנהלת הפקולטה להנדסה

Deaneng@tauex.tau.ac.il

וולפסון הנדסה

חדר 200

03-6408738

הילה אלוני

ראשת מנהל הפקולטה

hillaaloni@tauex.tau.ac.il

הילה אלוני


וולפסון הנדסה

חדר 200

03-6408736

קרין קמפנר

רכזת אדמינסטרציה דקאן וראשת מנהל

karinkem@tauex.tau.ac.il

תמונה


וולפסון הנדסה

חדר 200

03-6408738

היילי ברין

רכזת אדמינסטרציה דקאן וראשת מנהל

haileybrin@tauex.tau.ac.il

תמונה


וולפסון הנדסה

חדר 200

03-6408736

מאיה שחף

רכזת בכירה לוועדת מינויים

mayash@tauex.tau.ac.il

וולפסון הנדסה

חדר 207

03-6407315

הקמת פרויקטי תשתית תוך יצירת דו שיח סביבתי

12 ביוני 2019, 18:30 
אולם 011 בניין כיתות הפקולטה להנדסה אוניברסיטת תל אביב  
הקמת פרויקטי תשתית תוך יצירת דו שיח סביבתי

הקמת פרויקטי תשתית תוך יצירת דו שיח סביבתי

הקמת פרויקטי תשתית תוך יצירת דו שיח סביבתי

מקרה בוחן: הולכת הגז הטבעי בישראל

יום רביעי 12.06.19 התכנסות:  18:30-19:15 הרצאה: 19:15-20:30

בפקולטה להנדסה אוניברסיטת תל אביב

מרצה: רחל לוטן מנהלת המחלקה לתכנון סטטוטורי, הסדרת מקרקעין ופיתוח בר קיימא ב"נתיבי הגז הטבעי לישראל בע"מ". 

לפרטים נוספים ולהרשמה לחצו כאן 

 

במסגרת תכנית המצטיינים הפקולטית

16 מאי 2019
מלגות הצטיינות
ברכות לסטודנטים מהפקולטה להנדסה על שזכו במלגות הצטיינות במסגרת תכנית המצטיינים הפקולטית:
קלי כץ - שנה שלישית מהמחלקה להנדסת חומרים
אלכס סטיליק - שנה שלישית מבית הספר להנדסה מכנית
לי איתן - שנה שלישית מהמחלקה להנדסה תעשייה וניהול

המלגות נתנו באדיבותה של משפחת נגר שהגיעו לביקור מהונג קונג אצלנו בפקולטה.

 

School of Mechanical Engineering victor troshin

03 ביוני 2019, 14:00 - 15:00 
בניין וולפסון חדר 206  
School of Mechanical Engineering victor troshin

 

 

School of Mechanical Engineering Seminar
Monday, June 3, 2019 at 14:00
Wolfson Building of Mechanical Engineering, Room 206

 

Data-Driven Modeling of Pitching and Plunging Wings in Single and Tandem Configurations in Hovering Flight

 

Victor Troshin

Academic Advisor:

Prof. Avi Seifert

 

The presented work addresses the challenges related to the low order dynamic modeling of the fluid domain with immersed moving solid bodies in it. In this work mathematical tools were developed and tested on numerical and experimental data. The ultimate goal of this work was to develop a methodology which enables a real-time flow field estimation based on a small number of sensors. As an example of such a problem, modeling of pitching and plunging wings in single and tandem configurations was chosen. In order to achieve the defined goal, the presented research was carried out in the three following stages:

In the first stage of the research, a proper orthogonal decomposition (POD) methodology for a flow field in a domain with moving boundaries was developed. In the standard POD approach, the properties of the region of the domain which alternatingly occupied by fluid and solid are not defined. Thus, here, prior to the decomposition, the domain with moving or deforming boundaries was mapped to a stationary domain using volume preserving mapping. This mapping was created by combining a transfinite interpolation and volume adjustment algorithm. The algorithm is based on an iterative solution of the Laplace equation with respect to the displacement potential of the grid points. At this stage of the research, the method was validated on CFD simulation of pitching and plunging ellipse in a still fluid.

The main goal of the second stage of the research was to develop a low order model of a heaving airfoil in a still fluid using experimental measurements. This was achieved by modifying and applying the tools developed in the first stage of the study.  The modified POD approach together with a time delay neural network (TDNN) was used to model and predict the flow field evolution using only a couple of low profile load sensors. The neural network estimated the amplitudes of the most energetic modes using four sensory inputs. The modes were calculated using the proper orthogonal decomposition of the flow field data obtained experimentally by time-resolved, phase-locked particle imaging velocimetry (TRPIV). The model showed good estimation quality.

In the final stage of this study, a modeling methodology was implemented on measured flow field data of pitching and plunging wings in a tandem configuration. Here, the velocity field associated with the wings’ flapping motion was mapped and modeled using the previously developed POD approach. The flow field dynamics was approximated by a linear model based on only four POD modes. Since the state of the low order model (i.e. the amplitudes of the modes) is physically impossible to measure, a Kalman filter was implemented. The Kalman filter used the signals from two low-profile strain gauge sensors located at the root of the hindwing to evaluate the reduced-order state of the system. Then, the full state of the system was estimated using the POD approximation. Therefore, by using only two strain sensors’ signals, the complex vortex dynamics associated with the tandem wings motion was successfully modeled.

 

 

 

החל משנת הלמודים הקרובה (תש"פ).

15 מאי 2019
המחלקה להנדסה ביו-רפואה מתרעננת עם תכניות לימוד חדשות עכשוויות

אנו שמחים להציג בפניכם את תוכנית הלימודים החדשה של המחלקה להנדסה ביו-רפואית אשר אושרה להוראה החל משנת הלמודים הקרובה (תש"פ).

בין השינויים בתוכנית החדשה:

  • עיבוי קורסים חובה בתחומי המחשבים ובתחומי מדעי הנתונים כגון: קורס במבנה נתונים, קורס חובה בגנומיקה חישובית וקורס חובה חדש נוסף מבוא למדעי המידע.  
  • הוספת מסלול קורסי בחירה מידע ולמידה ברפואה שיאפשר העמקה בתחומי מדעי הנתונים ולמידת מכונה machine learning ושימושיהם במידע רפואי.

 

EE Seminar: Deep Radar Detector

19 ביוני 2019, 15:30 
חדר 011, בניין כיתות-חשמל  

Speaker: Daniel Brodeski

M.Sc. student under the supervision of Dr. Raja Giryes

 

Wednesday, June 19th, 2019 at 15:30

Room 011, Kitot Bldg., Faculty of Engineering

 

Deep Radar Detector

 

Abstract

While camera and LiDAR processing have been revolutionized since the introduction of deep learning, radar processing still relies on classical tools. In this work, we introduce a deep learning approach for radar processing, working directly with the radar complex data. To overcome the lack of radar labeled data, we rely in training only on the radar calibration data and introduce new radar augmentation techniques. We evaluate our method on the radar 4D detection task and demonstrate superior performance compared to the classical approaches while keeping real-time performance. Applying deep learning on radar data has several advantages such as eliminating the need for an expensive radar calibration process each time and enabling classification of the detected objects with almost zero-overhead.

 

EE Seminar: Zero-Shot Linear and Nonlinear Channel Equalization and Decoding using Variational Autoencoders

15 במאי 2019, 15:30 
חדר 011, בניין כיתות-חשמל  

 

Speaker: Avi Caciularu

M.Sc. student under the supervision of Prof. David Burshtein

 

 

Wednesday, May 15th, 2019 at 15:30

Room 011, Kitot Bldg., Faculty of Engineering

 

Zero-Shot Linear and Nonlinear Channel Equalization and Decoding using Variational Autoencoders

 

Abstract

A new maximum likelihood estimation approach for zero-shot unsupervised blind channel equalization and decoding, using variational autoencoders (VAEs), is introduced. We first consider the reconstruction of uncoded data symbols transmitted over a noisy intersymbol interference (ISI) channel. Significant and consistent improvements in the error rate of the reconstructed symbols, compared to existing blind equalization methods such as constant modulus equalization, are demonstrated. In fact, for the channels that were examined, the performance of the new VAE equalizer that does not require a pilot signal, was close to the performance of a non-blind adaptive linear minimum mean square error equalizer that requires a pilot signal. The new equalization method enables a significantly lower latency channel acquisition compared to other algorithms. The VAE equalizer uses a convolutional neural network with two layers and a very small number of free parameters. Although the computational complexity of the VAE equalizer is higher compared to CMA, it is still reasonable, and the number of free parameters to estimate is small. The results have also been extended to unsupervised equalization over non-linear channels, and to coded communication using low-density parity-check (LDPC) codes, with substantial improvements compared to baseline methods, e.g. expectation maximization (EM) using Turbo equalization.

 

עמודים

אוניברסיטת תל אביב עושה כל מאמץ לכבד זכויות יוצרים. אם בבעלותך זכויות יוצרים בתכנים שנמצאים פה ו/או השימוש שנעשה בתכנים אלה לדעתך מפר זכויות
שנעשה בתכנים אלה לדעתך מפר זכויות נא לפנות בהקדם לכתובת שכאן >>