Scriptieonderwerpen INTEC-IBCN - Academiejaar 2011-2012 7671: Aanbevelen van digitale TV-content op basis van profielen Promotor(en): Filip De Turck Begeleider(s): Philip Leroux, Klaas Roobroeck Contactpersoon: Klaas Roobroeck Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Digitale televisie is niet meer weg te denken uit onze samenleving. De hoeveelheid kanalen en programma's zijn echter enorm waardoor gebruikers al snel het overzicht verliezen. De EPG of elektronische programmagids kan hier een oplossing bieden, door bijvoorbeeld programma's die interessant zijn voor de gebruiker opvallender weer te geven dan andere. Door rekening te houden met de programmageschiedenis, het profiel van de gebruiker en de verschillende gebruikers van het televisietoestel, kan men voorspellen welk programma de gebruikers wensen te bekijken of kunnen er suggesties voor interessante programma‟s aan de gebruiker voorgesteld worden.
Doelstelling: Het doel van deze scriptie is de ontwikkeling van een recommendatieplugin voor een cross-platform mediacenter nl. Boxee. Deze plugin houdt rekening met meerdere gebruikers, hun voorkeuren en geeft op die manier de meest relevante programma's weer op het scherm. Er zal ook een afstandbediening ontwikkeld worden op het Android platform zodat, naast de normale functionaliteit zoals EPG, PVR en VOD, ook aanbevelingen worden weergegeven op het toestel. Op die manier wordt relevante gebruikersinformatie beschikbaar gemaakt voor de recommendatieplugin. Deze scriptie start met een grondige evaluatie van de aan deze scriptie gerelateerde use cases en recommendatietechnieken. Daarna zal, in samenspraak met de begeleiders, bestudeerd worden hoe we een dergelijke plugin zo generiek en modulair mogelijk kunnen opbouwen en welke recommendatietechnieken het meest aangewezen zijn. Na de literatuurstudie wordt gestart met de implementatiefase, welke typisch eerst binnen een emulatieomgeving gebeurt. Daarna wordt dit ook geëvalueerd op het Boxee mediacenter en het Android platform. Locatie: Zuiderpoort Opmerkingen: Indien interesse, mogelijkheid tot stage bij Alcatel Lucent (niet verplicht)
7285: Adaptieve en zelflerende cachingalgoritmen voor video-op-aanvraag Promotor(en): Filip De Turck, Tim Wauters Begeleider(s): Jeroen Famaey Contactpersoon: Tim Wauters Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 Aantal masterproeven: 2
Probleemstelling: Digitale televisie wordt in stijgende mate aangeboden op een gepersonaliseerde manier, waarbij de videostreams niet gebroadcast, maar per gebruiker op aanvraag verstuurd worden. Applicaties zoals “Net Gemist” en “iWatch” geven digitale televisiekijkers de mogelijkheid specifieke televisieprogramma‟s te bekijken wanneer ze zelf willen. Deze trend zorgt ervoor dat de netwerkbelasting sterk stijgt, omdat bandbreedte-efficiënte transportmechanismen, zoals broadcasting, niet meer kunnen gebruikt worden. Onderzoek naar algoritmen die het netwerkgebruik optimaliseren focussen vooral op het intelligent cachen van video op basis van de populariteit. Gezien de sterke schommelingen in de populariteit van de aangeboden films, programma‟s of clips, dienen de caching algoritmes ook zeer snel te reageren op de huidige dynamische gebruikerspatronen. Deze oplossingen zorgen er tegelijk ook voor dat de gemiddelde beeldkwaliteit bij de eindgebruikers verbetert en dat de opstartvertraging vermindert.
Doelstelling: Het doel van deze scriptie is het optimalizeren van de netwerkbelasting en de gebruikerskwaliteit voor videoon-demand diensten aan de hand van caching algoritmen. Vroegere generaties algoritmen, zoals Least Recently Used (LRU) of Least Frequently Used (LFU), halen goede resultaten voor statische webcontent, maar zijn minder performant voor de huidige videodiensten. Binnen de vakgroep wordt daarom geëxperimenteerd met zelflerende algoritmen die, op korte termijn, proberen de toekomstige populariteit van video‟s uit een brede waaier aan videodiensten te voorspellen. Verschillende pistes hebben reeds veelbelovende resulaten opgeleverd, zoals het gebruik van neurale netwerken (Reservoir Computing) en het mappen op voorgedefinieerde populariteitsdistributies. Binnen deze thesis zullen alternatieve technieken ontworpen en geëvalueerd worden op een bestaande simulator. Als input worden reële traces van een bestaande videodienst gebruikt, zodat een realistische vergelijking met state-of-the-art algoritmen kan bekomen worden. Locatie: Zuiderpoort, thuis 7232: Analyse van grootschalige netwerken gegenereerd aan de hand van text mining tools Promotor(en): Yvan Saeys, Tom Dhaene Begeleider(s): Sofie Van Landeghem Contactpersoon: Sofie Van Landeghem Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Text mining technieken worden steeds vaker toegepast om de groeiende hoeveelheid digitale kennis, vervat in menselijke taal, te doorgronden met automatische methoden. Zo wordt het mogelijk om op grote schaal de inhoud van blogs, online kranten, reviews en dergelijke te indexeren en te analyseren. Ongestructureerde data (tekst) wordt op die manier omgezet naar gestructureerde feiten die vastgelegd kunnen worden in grootschalige netwerken met hoge connectiviteit. In deze thesis onderzoeken we een bioinformatica use-case waarbij we de onderlinge interacties van genen
wensen te bestuderen. Recente software pakketten zijn in staat om miljoenen biomedische artikels te analyseren op zoek naar dergelijke genetische interacties, die vervolgens worden voorgesteld a.d.h.v. een gerichte, gewogen graaf (zie Fig. 1). Deze representatievorm biedt ons de mogelijkheid om de complexe interacties in meer detail te onderzoeken, bijvoorbeeld door het kortstepad-algoritme toe te passen op twee genen die onderwerp zijn van een studie. Specifieke patronen of cykels in de graaf kunnen bovendien wijzen op bepaalde regulatie mechanismen; opeenvolgende interacties van genen die samen een proces bepalen. Een diep inzicht in de dynamica van deze netwerken is cruciaal voor een beter begrip van allerlei ziekten die veroorzaakt worden door de ontregeling van deze mechanismen.
Voorbeeld van een gen interactienetwerk. De bogen zijn gewogen (dikte) en gericht (pijl). Bovendien zijn er verschillende types van regulatie mogelijk (kleur). Doelstelling: Het doel van deze thesis is bij te dragen tot de ontwikkeling van gespecialiseerde netwerkalgoritmes toepasbaar in het biomedische domein. Hierbij moet rekening gehouden worden met het feit dat de achterliggende data op een automatische manier geëxtraheerd werd uit tekst. Concreet worden volgende realisaties vooropgesteld: • Een studie van bestaande netwerkalgoritmes en hoe deze toepasbaar kunnen zijn op biologische data. • Vertrouwd geraken met de werking van bestaande text mining tools en hoe zij in staat zijn om interacties tussen genen op te sporen in tekst. • Onderzoeken hoe netwerkalgoritmes van toepassing kunnen zijn bij het bestuderen van de text mining informatie, en hoe zij kunnen bijdragen tot een beter begrip van de opbouw van biologische netwerken. Deze studie zal leiden tot vernieuwende inzichten in genetische interactienetwerken, en zal bijdragen tot een beter begrip van de genetische mechanismen die dagelijks het leven van plant, mens en dier sturen. Literatuur: Yvan Saeys, Sofie Van Landeghem and Yves Van de Peer. (2010). Event based text mining for integrated network construction. Journal of Machine Learning Research, workshop and conference proceedings 8, 112-121. http://bioinformatics.psb.ugent.be/publications/abstract/477 Guy Karlebach and Ron Shamir. (2008). Modelling and analysis of gene regulatory networks. Nature Reviews Molecular Cell Biology 9, 770-780. http://www.nature.com/nrm/journal/v9/n10/abs/nrm2503.html Locatie: Thuis, Technologiepark, Zuiderpoort Meer informatie op: www.dambi.ugent.be 7503: Android smartphone als geluidssensor in een sensornetwer Promotor(en): Dick Botteldooren, Bart Dhoedt Begeleider(s): Contactpersoon: Dick botteldooren Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek, toegepaste natuurkunde
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Brede groepen van de bevolking worden zich meer en meer bewust van de kwaliteit van hun leefomgeving. Zo willen bezorgde burgers zelf de geluidsimmissie veroorzaakt door vliegtuigen, snelwegen, windturbines, enz. in kaart gaan brengen. De noodzakelijke technologie wordt hun hiervoor aangereikt in de vorm van goedkope geluidsanalysersoftware op basis van smartphones. Men kan zich de vraag stellen hoe nauwkeurig dergelijke metingen kunnen zijn, maar in het kader van een participatief beleid zijn ze als sociaal maatschappelijke evolutie niet buiten beschouwing te laten. Milieugezondheidsdeskundigen en beleidsmakers vragen zich terrecht af of geluidsmetingen op basis van smartphones voldoende nauwkeurig gemaakt kunnen worden om betrouwbare
blootstelligsmetingen te bekomen. Doelstelling: Deze masterproef zal beschikbare goedkope technologieën voor geluidsniveaumeting analyseren en optimaliseren om een zo hoog mogelijke accuraatheid in dBA te bekomen. Daarbij zal aandacht besteed worden aan de lineariteit, frequentierespons, amplitude en frequentiebereik van de gebruikte microfoons, intern en extern en de bijbehorende apps. Vervolgens zal gezocht worden waar verbeteringen mogelijk zijn. Dergelijke verbeteringen kunnen zich situeren op het niveau van de microfoontjes die in de consumerproducten gebruikt worden, maar ook de software (spectraal wegen bijvoorbeeld) en meetmethodologie zijn mogelijks voor verbetering vatbaar. Mogelijkheden voor calibratie dienen onderzocht te worden. Een belangrijk probleem is de verstoring van de meting door geluid veroorzaakt door de gebruiker: spraak, geluid van kledij, stappen, enz. Intelligente signaalanalyse zal nodig zijn om deze geluiden te identificeren. Hierbij kan eventueel ook gebruik gemaakt worden van de bewegingssensor van de smartphone. Tot slot kan de integratie in een netwerk van meettoestellen de accuraatheid verhogen, bijvoorbeeld door de gemeten niveaus te vergelijken met een referentiemeting wanneer de gebruiker zich nabij een vaste geluidsmeetpost bevindt. Locatie: thuis, technicum Meer informatie op: www.idea-project.be 7203: Automatische classificatie met de SUMO-Toolbox Promotor(en): Tom Dhaene, Eric Laermans Begeleider(s): Ivo Couckuyt, Huu Minh Nguyen Contactpersoon: Tom Dhaene Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling:
In het SUMO-Lab (SUrrogate MOdeling Lab) van de IBCN-onderzoeksgroep wordt er heel wat onderzoek verricht naar adaptieve algoritmes voor het bouwen van surrogaatmodellen van allerlei complexe systemen. Dit onderzoeksgebied bevindt zich in de doorsnede van numerieke benaderingsleer, systeemtheorie, artificiële intelligentie en gedistribueerde systemen. Surrogaatmodellen zijn eenvoudige analytische modellen die gebruikt worden om complexe, tijdrovende simulaties te benaderen en te vervangen. Surrogaatmodellen kennen een zeer breed toepassingsgebied, gaande van elektronica, metallurgie, aerodynamica, biologie, economie, enz. In de onderzoeksgroep is de SUMO-Toolbox (Matlab) ontwikkeld. Voor het bouwen van surrogaatmodellen beschikt de SUMO-Toolbox over algoritmes die de verschillende stappen van de modelbouw vergemakkelijken en automatiseren, zoals modelselectie, modelvalidatie, het afstemmen van de modellen, etc... Veel van de modellen die nu in de SUMO-Toolbox zitten kunnen echter ook worden gebruikt voor classificatietoepassingen (bv. neurale netwerken, support vector machines). Aangezien vaak dezelfde (subproblemen) bij beide toepassingen voorkomen is er veel interesse om oplossingen die werden gevonden voor het bouwen van surrogaatmodellen (= regressieprobleem) toe te passen op het bouwen van classificatiemodellen (=classificatieprobleem).
Doelstelling: Na een initiële literatuurstudie zullen in een eerste fase de gelijkenissen en verschillen tussen het bouwen van surrogaatmodellen en classificatiemodellen worden bestudeerd. Concepten en oplossingen uit de surrogaatmodelbouw die nuttig kunnen zijn voor het bouwen van classificatiemodellen zullen daarna geïdentificeerd worden. Dan volgt er een praktisch luik waarin de bestaande code wordt aangepast voor het bouwen van classificatiemodellen. Een proof-of-concept-implementatie is reeds beschikbaar (http:// http://sumolab.blogspot.com/2009/10/surrogate-models-for-classification.html). Tot slot wordt deze implementatie getoetst aan de hand van enkele praktisch problemen uit de bioinformatica (namelijk het voorspellen van functionele structuren in DNA-sequenties) en het automatisch beoordelen van videokwaliteit. Deze topic biedt reële mogelijkheden naar publicatie toe, en naar verder doctoraatsonderzoek. Enkele nuttige links: http://en.wikipedia.org/wiki/Supervised_learning http://www.sumo.intec.ugent.be/?q=research_machinelearning http://sumowiki.intec.ugent.be Locatie: Zuiderpoort, thuis Opmerkingen: Kennis van machine learning en bio-informatica is niet vereist, maar interesse voor deze materie wel. Ervaring met matlab zal zeker van pas komen Literatuur (20%), implementatie (50%), validatie (30%).
7223: Automatische interpretatie van tekst: zoeken naar gerelateerde entiteiten Promotor(en): Chris Develder Begeleider(s): Thomas Demeester, Johannes Deleu Contactpersoon: Thomas Demeester Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: De hoeveelheid informatie die via het World Wide Web beschikbaar is, neemt enorme proporties aan, en zal in de toekomst heel vlug verder toenemen. Het efficiënt beheren van deze data en strategieën om ze doorzoekbaar te maken zijn van groot economisch belang, en worden ontwikkeld door een paar heel grote bedrijven, een hele reeks kleinere en meer gespecialiseerde bedrijfjes, en een belangrijke academische gemeenschap. De technologie van zoekmachines is reeds geëvolueerd van eenvoudige Boolese systemen, over vrije-tekst zoekmachines die de overeenkomst tussen een „query‟ en de documenten proberen te maximaliseren, tot tegenwoordig steeds intelligentere systemen met een gepersonaliseerde zoek- of suggestiefunctionaliteit, en vaak gebaseerd op de automatische „interpretatie‟ van tekst. Veel van de zoekopdrachten waarmee typisch wordt gezocht naar informatie op het World Wide Web, zouden beter kunnen worden beantwoord met specifieke „entiteiten‟ (personen, locaties, organisaties), in plaats van meer algemene webdata. Het automatisch herkennen van dergelijke entiteiten wordt „Named Entity Recognition‟ (NER) genoemd. Hierbij worden speciale „machine learning‟ technieken gebruikt om entiteiten binnen een tekst te herkennen (zoals namen van personen), of om specifieke documenten te identificeren als de representatie van een entiteit (zoals de home page van personen).
Doelstelling: De bedoeling van deze thesis is om het probleem van „gerelateerde entiteiten‟ aan te pakken. Deze taak is als volgt gedefinieerd:
Gegeven een bepaalde entiteit (bv. de naam Michael Schumacher en zijn website), het type van de gezochte entiteit (bv. personen), en een bepaalde relatie (bv. „teamgenoot van‟); geef een lijst van entiteiten van de gezochte soort, die voldoen aan de gegeven relatie t.o.v. de basis-entiteit. De dataset die zal worden gebruikt, is een uitgebreide „crawl‟ van Engelstalige web pagina‟s (zo‟n 14 TB). De student wordt verwacht in de literatuur op zoek te gaan naar mogelijke technieken om de verschillende deelproblemen aan te pakken (het lokaliseren van entiteiten binnen tekst, het vinden van kandidaat web pagina‟s en beslissen over het karakter ervan…), en vervolgens een intelligent platform op te zetten om met oplossingstechnieken te experimenteren. Het probleem van NER is reeds uitgebreid bestudeerd aan INTEC-IBCN, en de vereiste expertise i.v.m. deze thesis is aanwezig Locatie: Zuiderpoort Opmerkingen: Deze thesis past binnen de „entity track‟ van de „Text Retrieval Conference‟ (TREC), een internationale serie van „search‟-gerelateerde taken, waarvoor verschillende onderzoeksgroepen nieuwe oplossingsmethoden ontwerpen om specifieke uitdagingen op te lossen. Meer informatie hierover kan worden gevonden op http://trec.nist.gov/tracks.html. 7200: Automatische modelselectie bij gesuperviseerde leeralgoritmes Promotor(en): Tom Dhaene, Eric Laermans Begeleider(s): Dirk Deschrijver Contactpersoon: Tom Dhaene Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Het berekenen van eenvoudige wiskundige benaderende modellen (veeltermen, neurale netwerken, rationale functies, Kriging-modellen,...) op basis van een beperkt aantal simulaties of metingen komt vaak voor in bijna alle wetenschappelijke disciplines (elektronica, mechanica, stromingsleer, ...). De beschikbaarheid van deze schaalbare modellen laat een wetenschapper of ingenieur toe om sneller inzicht te verwerven in zijn/haar probleem. De moeilijkheid is dat er meerdere modeltypes gebruikt kunnen worden om een gegeven fenomeen te beschrijven. De kunst bestaat erin het "beste" model zo goed mogelijk te kiezen met de beperkt beschikbare informatie. Dit is het probleem van modelselectie. Om dit probleem aan te pakken kunnen er verschillende criteria toegepast worden, die elk hun eigen veronderstellingen en karakteristieken hebben.
Doelstelling: Het doel van deze masterproef is om een grondige theoretische en praktische studie uit te voeren over de verschillende bestaande modelselectiecriteria (voor- en nadelen, toepasbaarheid, aannames, etc.). De resultaten hiervan kunnen dan ook getoetst worden aan de hand van een aantal concrete problemen uit verschillende onderzoeksdomeinen (o.a. vliegtuigbouw, videokwaliteit, hoogfrequentelektronica, ...). Hierbij kan gebruik gemaakt worden van de Matlab-SUMO-Toolbox, een open source platform voor supervised learning, ontwikkeld binnen de IBCN-onderzoeksgroep. Enkele nuttige links:
http://www.modelselection.org http://en.wikipedia.org/wiki/Supervised_learning http://www.sumo.intec.ugent.be/?q=research_machinelearning http://sumowiki.intec.ugent.be Locatie: Zuiderpoort, thuis Opmerkingen: Kennis van machine learning is niet vereist, maar interesse voor deze materie wel. Enig wiskundig inzicht en ervaring met matlab zal zeker van pas komen. Literatuur (40%), implementatie (40%), validatie (20%) 7660: Autonome allocatie van systeembronnen op basis van Service Level Agreements in clouds Promotor(en): Filip De Turck Begeleider(s): Hendrik Moens, Jeroen Famaey Contactpersoon: Hendrik Moens Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: De laatste jaren is de interesse voor cloud computing sterk toegenomen. In het begin werden vooral eenvoudigere taken uitbesteed, maar tegenwoordig worden ook steeds vaker missiekritische applicaties uitbesteed. Dit maakt het echter zeer belangrijk dat Service Level Agreements (SLA's) afgesloten worden, die dan ook automatisch opgevolgd moeten worden. De manuele configuratie van servers op basis van SLA's heeft meerdere nadelen: Manuele configuratie gebeurt slechts traag, waardoor het lang duurt voor er aanpassingen kunnen gebeuren. Als er veel applicaties uitgevoerd moeten worden is er zeer veel configuratiewerk, waardoor hiervoor veel mensen ingeschakeld moeten worden. Indien onvoorziene omstandigheden zich voordoen moet zeer snel gereageerd worden. Door intelligentie toe te voegen aan bestaande beheersystemen, en er een autonoom systeem van te maken, kan dit proces geautomatiseerd worden. Hierdoor kunnen sneller nieuwe diensten toegevoegd worden en kan automatisch ingegrepen wordt als problemen zich voordoen. De intelligentie binnen het systeem kan geïsoleerd worden binnen netwerkelementen die de cloud beheren, zogenaamde Autonome Elementen. Een AE bevat een controlelus die steeds de huidige systeemtoestand vergelijkt met een gewenste toestand. Een eenvoudig voorbeeld hiervan is MAPE (Monitor Analyse Plan Execute), waar in iedere iteratie netwerkinformatie gemonitord wordt, waarna ze geanalyseerd wordt. Hierna worden mogelijke acties gepland en uitgevoerd.
Doelstelling: Het doel van deze scriptie is de ontwikkeling en evaluatie van een autonoom resourcebeheersysteem voor clouds. Hierbij zal vertrokken worden van een concrete use-case die in overleg met de begeleiders zal worden vastgelegd. De student kan hierbij zelf kiezen op welke aspecten hij dieper ingaat. Mogelijkheden zijn de omzetting van SLA's naar concrete systeemregels die met de huidige systeemtoestand vergeleken kunnen worden, intelligente keuze van acties door AI-technieken en het dieper ingaan op de structuur van één of meer AE's. Dit onderwerp geeft je de kans om kennis op te doen rond zelf-lerende beheersystemen en om hedendaagse beperkingen die een grootschalige doorbraak van publieke cloudtoepassingen voor missiekritische applicaties in de weg staan op te lossen. Locatie: Zuiderpoort 7710: Autonome verwerking in mobiele sensornetwerken Promotor(en): Bart Dhoedt, Dick Botteldooren Begeleider(s): Samuel Dauwe, Tim Verbelen Contactpersoon: Samuel Dauwe Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Het is algemeen bekend dat blootstelling aan hoge concentraties van luchtverontreiniging, fijn stof en lawaai een negatieve impact heeft op de gezondheid. Om een beeld te krijgen over de pollutie in een bepaalde regio kan men zich baseren op data verkregen door een vast meetnetwerk. Het probleem met deze aanpak is dat deze niet voldoende representatief zal zijn voor sommige doelgroepen, zoals bv. fietsers, voetgangers en autobestuurders. Smartphones zoals b.v. op basis van het Android besturingssysteem, kennen een grote verspreiding en kunnen voor deze doelgroepen gebruikt worden voor het opzetten van een mobiel meetnetwerk. Om op een nauwkeurige manier dergelijke metingen te kunnen uitvoeren zal er een naverwerking nodig zijn. Echter, deze verwerking vereist nogal wat rekenkracht, zodat een gedistribueerde aanpak zich opdringt. Hiervoor wordt een agent-gebaseerd platform ontwikkeld die het mogelijk moet maken om redeneertaken te distribueren over het netwerk, rekening houdend met de karakteristieken van het netwerk en van de taken die uitgevoerd dienen te worden. Tenslotte zal het mogelijk moeten zijn om vanuit deze back-end feedback te sturen naar het mobele toestel zoals bijvoorbeeld voor aanpassen van meetparameters of het voorstellen van een andere route.
Doelstelling: Een belangrijk aspect van deze thesis is om een datacollectie systeem te ontwerpen en te implemeteren voor een Android gebaseerd mobiele toestel, waarbij data verkregen van de interne microfoon of een externe sensor real-time wordt doorgestuurd naar een server via een draadloos netwerk. Strategieën zullen onderzocht moeten worden om zo weinig mogelijk data te verzenden en tevens de batterijduur van het toestel te maximaliseren. Een tweede deel van deze thesis betreft het gedistribueerde uitvoeren van rekentaken, gebruik makende van een bestaande multi-agent platform zoals Jade (Java Agent DEvelopment Framework). In overleg zal een use case worden uitgewerkt waarbij agents gebruikt worden voor het atonoom uitvoeren van complexe taken. Naast onderlinge interactie tussen de agents zal er ook communicatie met het mobiele toestel moeten mogelijk zijn. Meer informatie i.v.m. deze meet- en verwerkingsproblematiek voor milieu-toepassingen, kan je vinden op de website van het IDEA-project, waartoe de onderzoeksgroep actief bijdraagt. Locatie: Zuiderpoort, thuis 7697: Beheersplatform voor computergestuurde klinische richtlijnen van het brandwondencentrum Promotor(en): Filip De Turck, Johan Decruyenaere Begeleider(s): Kristof Steurbaut, Femke De Backere Contactpersoon: Kristof Steurbaut Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Op kritieke diensten, zoals de dienst intensieve zorg, is het van groot belang om snel en adequaat een medische diagnose te stellen op basis van de patiënt zijn monitoring- en labogegevens. Door de ontwikkeling van medische services, die een klinische richtlijn implementeren, kan de arts ondersteund worden bij de opvolging van zijn patiënten. Een service platform integreert alle actoren binnen het medisch diagnose proces zoals labos, monitoren, artsen, verpleegkundigen waarbij de services een medische beslissing suggereren, scores berekenen of de evolutie van de patiënt weergeven. Vaak zijn klinische richtlijnen echter nog niet geautomatiseerd. Op het brandwondencentrum wordt het voedingsprotocol en het vochttoedieningsprotocol (regeling infuussnelheid) momenteel nog manueel op papier opgevolgd. Bij het ontwerp van medische services moeten extra vereisten onderzocht worden om de beschikbaarheid, betrouwbaarheid en veiligheid van de service te garanderen (en te verbeteren) voor de patiënt en bij het handelen van de arts.
Doelstelling: Het doel van deze thesis is de ontwikkeling van een beheerssysteem voor computergestuurde klinische richtlijnen. Dit systeem maakt het mogelijk de richtlijn te specifiëren en te monitoren voor de verschillende patiënten. Bij aanvang van de thesis dient een systematische analyse van de risicofactoren in het ontwerp te worden uitgevoerd. Vereisten bestaan hierbij o.a. uit garantie van de beschikbaarheid van de service, de correctheid van de verwerkte informatie, een inschatting en opvangen van falingen (zoals servercrash, onbereikbaarheid service e.a). De betrouwbaarheid van de werking van de computergestuurde richtlijn is van enorm belang gezien dit een impact heeft op het dagelijkse klinische handelen van de arts. Als use case
worden richtlijnen van het brandwondencentrum gebruikt nl. het voedingsprotocol (regelen sondevoeding en voedingsopname) en het vochtresuscitatieprotocol (regeling vochttoediening bij zwaar verbrande patiënten). De thesis geeft je de kans om kennis op te doen rond de ontwikkeling van betrouwbare, risico-afhankelijke computersystemen waabij je vertrouwd zal raken met service technologie, risico analyse en klinische richtlijnen. Locatie: Zuiderpoort 7202: Berekenen van geparametriseerde systeemmodellen voor sensitiviteitsanalyse van complexe systemen Promotor(en): Tom Dhaene, Eric Laermans Begeleider(s): Dirk Deschrijver Contactpersoon: Tom Dhaene Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Aantal studenten: 1 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Computersimulaties van allerlei aard maken hun opmars in de meest uiteenlopende onderzoeksgebieden. Voor Computer-Aided Design (CAD) / Computer-Aided Engineering (CAE) toepassingen is het van belang dat een ingenieur het gedrag van een systeem (bv. antenne, filter of netwerk) zo nauwkeurig mogelijk kan beschrijven. Dit gedrag is vaak afhankelijk van 1 of meerdere veranderlijken (zoals bijvoorbeeld de lengte of de breedte van de structuur, materiaalparameters, frequentie, enz.), en dit kan nauwkeurig berekend worden met behulp van simulatiesoftware. Een nadeel van deze simulaties is dat ze zeer tijdrovend kunnen zijn. Om de computationele kost te reduceren wil men daarom het globale gedrag van het systeem benaderen met een geparametriseerd systeemmodel. Dit model kan vervolgens meermaals (her)gebruikt worden voor exploratie van de ontwerpruimte, sensitiviteitsanalyse en optimalisatie.
Doelstelling: In de IBCN-onderzoeksgroep (INTEC) zijn er robuuste geparametriseerde benaderingstechnieken ontwikkeld die de gesimuleerde datapunten op een nauwkeurige manier kunnen benaderen. Deze technieken zijn breed toepasbaar, en kunnen ook “moeilijke” data met een zeer dynamisch gedrag aan. De doelstelling van deze masterproef is om deze bestaande technieken grondig te bestuderen, te verbeteren qua nauwkeurigheid en efficiëntie, en o.a. te gebruiken voor sensitiviteitsanalyse (bv. antenne-, vliegtuig- of netwerkontwerp). Er wordt vertrokken van bestaande MATLAB-code. Op basis van nieuwe inzichten en recente onderzoeksresultaten kan er vervolgens een nieuwe implementatie uitgewerkt worden. Enkele nuttige links: http://www.sumo.intec.ugent.be/?q=research_surrogatemodel http://sumowiki.intec.ugent.be http://www.sumo.intec.ugent.be/?q=research_macromodel http://en.wikipedia.org/wiki/Sensitivity_analysis Locatie: Zuiderpoort, thuis Opmerkingen: Basiskennis van benaderingsleer of systeemtheorie of machine learning is gewenst. Enig wiskundig inzicht en ervaring met Matlab zal zeker van pas komen. Literatuur (40%), implementatie (40%), validatie (20%)
7288: Bouwen van Europa's grootste experimenteel cloudnetwerk Promotor(en): Filip De Turck, Tim Wauters Begeleider(s): Gregory Van Seghbroeck Contactpersoon: Tim Wauters Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: De experimentele validatie van een ontwikkeld systeem is één van de belangrijkste stappen in een onderzoeksproject. Deze validatie kan op verschillende manieren aangepakt worden, gaande van formele modelleringen over simulaties en emulaties tot realistische testen in een labomgeving of op een grootschalig testnetwerk. De ene oplossing vraagt al meer (implementatie- en installatie-)kosten dan de andere, maar biedt vaak ook meer realistische feedback over het systeem. Recent wordt daarom op Europees niveau geijverd om een grootschalig, gedistribueerd experimenteel Internet op te zetten over verschillende onderzoekscentra heen. Toekomstige onderzoeksprojecten zullen hun systeemoplossingen via virtuele machines (VM) kunnen uittesten op deze generieke cloudinfrastructuur en vermijden om zelf telkens opnieuw grote budgetten te moeten voorzien om een eigen testinfrastructuur te installeren. De grootschalige Virtual Wall emulatieomgeving, opgezet aan de vakgroep, zal ook geïntegreerd worden in dit Europees experimenteel netwerk. Om dit doel te bereiken dient echter nog extra cloudfunctionaliteit toegevoegd te worden ter ondersteuning van de projectexperimenten die erop uitgevoerd zullen worden.
Doelstelling: De Virtual Wall (http://ilabt.ibbt.be/) is een emulatieomgeving die gebruik maakt van Emulab-software (http://www.emulab.net) om netwerktopologieën op te zetten tussen de verschillende knopen, gewenste netwerkkarakteristieken te garanderen op de links (vertraging, bandbreedtecapaciteit, enz.) en de juiste virtuele machines te laden op de verschillende knopen. Deze software zorgt reeds voor een goede ondersteuning voor statische netwerkgerelateerde experimenten. Het doel van deze scriptie is om ook ondersteuning te voorzien voor experimenten voor validatie van dynamische en schaalbare diensten. Dergelijke componenten bieden volgende functionaliteit: Dynamisch aanpassen van de netwerktopologie en de beschikbare (virtuele) resources in Emulab Emuleren van generieke modellen voor toegangsnetwerkconnecties (DSL, glasvezel) via Click Modular Routers (http://read.cs.ucla.edu/click/) modules Ondersteuning van schaalbare diensten via generieke tools (Web service request generators gebaseerd op soapUI of JMeter, service proxies voor shielding en stress testing) Ondersteuning van cloud management tools (OpenNebula) en interactie met Emulab Locatie: Zuiderpoort, thuis 7607: Clusterbeheer en -monitoring van gedistribueerde applicaties voor schaalbare dataopslag en –verwerking Promotor(en): Filip De Turck, Bart Dhoedt Begeleider(s): Steven Noels (Outerthought), Tim Wauters Contactpersoon: Filip De Turck Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 1
Probleemstelling: Lily is een schaalbare, open source data/content repository voor opslag, beheer, indexering en search van grote hoeveelheden data. Het is gebaseerd op Apache HBase en SOLR en wordt gebouwd door Outerthought, een softwarebouwer op het Technologiepark in Zwijnaarde. Lily kent tal van internationale gebruikers, waaronder ook Mozilla. Apache HBase is een Google BigTable-implementatie – een columnoriented rowstore database – die ook gebruikt wordt binnen Facebook (voor het Messaging platform) en tal van andere vooraanstaande internet bedrijven. Voor de volgende versies van Lily wordt gewerkt aan een geïntegreerde aanpak rond het deployen, configureren en administreren van een Lily-installaties binnen public en private clouds. Lily bestaat uit een aantal verschillende services, als daar zijn HBase, Hadoop, Lily service componenten, SOLR master en slaves, etc etc. Al deze services bestaan uit op zich staande, distribueerbare Java server applicaties. Voor het beheren van de totaalapplicatie dient de brug geslagen te worden tussen het operating system instance niveau (Linux) en de verschillende functies van de verschillende nodes, en dit zowel wat betreft installatie en configuratie, maar zeker ook monitoring. Doelstelling: Binnen de context van deze scriptie dient allereerst een studie van de state-of-the-art te gebeuren: wat zijn de huidige hangbare toepassingen voor het beheren, configureren en monitoren van “native” gedistribueerde applicaties, ttz. applicaties waarvan de gedistribueerde architectuur een kern-eigenschap is. Tools als OpenStack, Chef en Puppet zijn hier zeker interessant, maar voorzien weinig op de cross-cutting concern van OS instance vs. applicatie service component, zeker ook wat betreft het bevattelijk voorstellen van deze concerns aan systeembeheerders. In een tweede fase moet bekeken worden hoe de aanpak van gedistribueerd systeembeheer binnen Lily zou vormgegeven kunnen worden, en dit zowel qua design/architectuur als wat betreft functionele eigenschappen (configuratie, backups e.d.). Samen met het implementatieteam kan deze aanpak dan geëvalueerd worden binnen een proof-of-concept implementatie. Technologisch betekent dit een diepgaande kennismaking met HBase, Lily en de gerelateerde Hadoop technologie-stack. Locatie: Zuiderpoort, thuis Opmerkingen: Aan deze scriptie kan ook een stage gekoppeld worden. Outerthought heeft reeds enkele positieve ervaringen achter de rug met zomerstages van hogeschool- en universiteitsstudenten. 7214: Design and development of a resilient cloud framework Promotor(en): Chris Develder Begeleider(s): Jens Buysse Contactpersoon: Jens Buysse Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Cloud systemen (zoals bvb. Amazon EC2, Google APP engine, Google Apps, Apple MobileMe, Citrix systeem van Athena, etc.) worden steeds meer gebruikt om applicaties aan te bieden vanuit het netwerk (“the cloud”) eerder dan op de PC/laptop/smartphone van de eindgebruiker. Verschillende, vaak erg uiteenlopende, interne en externe factoren, kunnen ervoor zorgen dat een Cloud Systeem faalt om zijn diensten aan te bieden: aardbevingen, branden, sabotage, hardwarefouten, network cable cuts, etc. Daarom is het noodzakelijk om (i) het systeem (zowel het onderliggende netwerk als de IT hardware) zo op te bouwen dat het mogelijk is deze potentiële obstructies te omzeilen (aan de hand van bv. netwerkprotectie) en (ii) op een gepaste manier acties uit te voeren zodat het het systeem verder kan opereren, indien dergelijke fouten optreden (restoratiesystemen). Hierbij kan in de Cloud gebruik gemaakt worden van het zgn. anycast routeringsprincipe: omdat de gebruiker niet geïnteresseerd is in de locatie van uitvoering van de service, kan in geval van faling een momentopname (image) van de applicatie gemaakt worden die verplaatst wordt naar een andere server (relocatie) waar die verder zijn normale verloop kan aannemen. Zo heeft de gebruiker een minimale last van deze storing en kan die gemakkelijk verder werken.
Doelstelling: Een eerste, analytisch deel van de thesis, bestaat uit volgende aspecten: (i) een literatuuroverzicht maken van bestaande protectie- en restoratiemechanismen en de technieken gebruikt om ze de kostprijs in termen van bv. benodigde apparatuur (met en zonder relocatie); (ii) het formuleren van een nieuw protectie- en restoratiemechanismen gestoeld op het anycast principe. De voorgestelde strategieën worden geverifieerd en geanalyseerd, bv. qua impact op het capaciteitsgebruik van zowel de IT- als netwerkresources (bandbreedte, geheugengebruik, processorgebruik,…). Een tweede luik van de thesis omvat het uitbreiden van een bestaand Cloud framework die deze relocatie mogelijk maakt. Hierbij zal het vereist zijn om software uit te testen die het mogelijk maakt om images van een lopende applicatie te maken en deze van de ene server naar een andere te verplaatsen waar die verder loopt. Eenmaal deze fase afgelopen is, kunnen de analytische resultaten vanuit het eerste deel vergeleken worden met real-life tests op het zelf gebouwde systeem. Met andere woorden, hou je van algoritmes bedenken (grafentheorie) en het ontwikkelen van robuuste softwaresystemen, dan is deze thesis zeker iets voor jou! Locatie: Zuiderpoort 7704: Detectie van composiete motieven in DNA van interagerende genen Promotor(en): Yvan Saeys, Bart Dhoedt Begeleider(s): Dieter De Witte, Jan Fostier Contactpersoon: Dieter De Witte Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: In de promotorgebieden van genen kan men motieven vinden die als schakelaars fungeren voor het achterliggende gen. Men vertrekt van een set genen die actief zijn tijdens een bepaald proces in de cel. Bij deze gecoreguleerde genen kan men ervan uitgaan dat ze zijn aangezet door eenzelfde eiwit. Dat eiwit bindt ergens in hun promotorgebied op een motief. Een motief is een combinatie van korte strings met daarin een zekere flexibiliteit: mutaties, inserties, deleties en eventueel zelfs inversies zijn in beperkte mate toegelaten. De voorbije jaren is men erin geslaagd om motiefdyades te extraheren. In deze thesis willen we een stap verder gaan. Vertrekkende van een algoritme dat reeds werd ontwikkeld op de vakgroep willen we gaan kijken in hoeverre het mogelijk is om combinaties van een groter aantal strings te detecteren. De uitdaging ligt hier vooral in het
gedistribueerd maken van het algoritme en mogelijks ook enkele intelligente optimalisatiestrategieën te ontwikkelen. De thesis verloopt in samenwerking met het VIB waar men ons biologisch relevante data kan verschaffen.
Doelstelling: De student wordt ingeschakeld in een sterk groeiend onderzoeksgebied waar de nood aan computerwetenschappers alomtegenwoordig is. In een eerste fase zal hij ervaring opdoen in het distribueren van algoritmes met MPI en kennis maken met enkele efficiënt datastructuren die gebruikt worden bij patroonherkenning. Daarna zal van hem verwacht worden dat hij het bestaande algoritme analyseert en een voorstel uitwerkt om het werk en het geheugen te distribueren. Eenmaal dit op punt staat wordt de software van de student gebruikt om op zoek te gaan naar interessante signalen in enkele state-of-the-art datasets en kan vergeleken worden met andere software die dezelfde doelstellingen nastreeft. Locatie: zuiderpoort, VIB, thuis Opmerkingen: Kennis van C++ is een vereiste. De student zal het programmeerwerk thuis doen en dient dus over een pc en een internetverbinding te beschikken. 7706: Detectie van regulatorische elementen in DNA door middel programmeertechnieken (MapReduce) Promotor(en): Bart Dhoedt, Klaas Vandepoele Begeleider(s): Jan Fostier, Dieter De Witte Contactpersoon: Jan Fostier Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 Aantal masterproeven: 1
van
parallelle
Probleemstelling: Een belangrijk probleem in bioinformatica is het vinden van patronen: dit kan gaan van het vinden van string matching tussen verscheidene DNA sequenties, tot het herkennen van gelijkaardige graphs binnen een netwerk van gen expressie data. Stukken uit DNA sequenties worden aangeduid naar gelang hun functie: coderende gedeeltes (de genen zelf), regulatorische gedeeltes en niet-functionele gedeeltes. De
regulatorische gedeeltes zorgen er onder meer voor dat genen tot expressie komen en tot een eiwit worden omgezet. Onderzoek naar deze regulatorische stukken DNA code is dus belangrijk omdat op deze wijze de expressie van genen beinvloed kan worden. Het vinden van nieuwe regulatorische patronen (zonder voorkennis) kan worden gedaan door het gebruik van gelijkaardige DNA sequenties uit verschillende organismen. De hypothese is dat gelijkaardige genen in organismen die afkomstig zijn van eenzelfde voorouderlijk organisme, op dezelfde of gelijkaardige wijze gereguleerd worden. Onderzoek dat gebruik maakt van deze verscheidenheid aan data heeft echter computationele limieten.
Doelstelling: In deze thesis zal de student op zoek gaan naar efficiënte strategieën om door middel van parallel computing regulatorische elementen op te sporen binnen DNA sequenties van aan elkaar gerelateerde organismen. In het bijzonder wordt hier gedacht aan MapReduce gebaseerde technieken. MapReduce werd origineel ontwikkeld door Google voor het verwerken van extreem grote datasets. Een sequentiële basisversie van het algoritme waarvan vertrokken kan worden is reeds beschikbaar. In een tweede fase van het afstudeerwerk zullen de ontwikkelde algoritmen toegepast worden op enkele state-of-the-art datasets om te zien in welke mate reeds gekende motieven worden teruggevonden, alsook in welke mate nieuwe motieven kunnen gedetecteerd worden. Locatie: zuiderpoort, VIB, thuis Opmerkingen: Programmeerkennis van C++ is een vereiste. Kennis van MapReduce wordt aangeleerd in deze scriptie. 7674: Dynamisch interpreteren van afspraken in een mobiele agenda voor het personaliseren van aanbevelingen Promotor(en): Filip De Turck, Bart Dhoedt Begeleider(s): Philip Leroux, Klaas Roobroeck Contactpersoon: Philip Leroux Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 1
Probleemstelling: Reeds jaren doen mobiele telefoons naast telefonie ook dienst als fototoestel, GPS, agenda, muziekspeler en platform voor mobiele toepassingen allerhande. Mede door de steeds goedkoper wordende abonnementen voor mobiele datacommunicatie, beginnen dergelijke mobiele toepassingen ook vaker gebruik te maken van de vele mogelijkheden die deze koppeling met het internet voorziet. De unieke combinatie van contextinformatie (locatie, tijd,sensor data), verworven op het mobiele toestel, en de online diensten zorgt er dan ook voor dat deze diensten sterk gepersonaliseerd kunnen worden. Zo zal bijvoorbeeld de mobiele versie van Touring Mobilis gebruik maken van je GPS-coordinaten om enkel relevante verkeersinfo weer te geven. Naast de meer traditionele contextinformatie, zou men echter ook gebruik kunnen maken van informatie die men kan afleiden uit de mobiele agenda. Zo kan men zien wanneer gebruikers vrij zijn, waar ze precies een afspraak hebben of naar welke activiteit ze precies in de toekomst naartoe gaan. Dat deze informatie momenteel nog niet echt in rekening wordt gebracht in toepassingen is natuurlijk te wijten aan de vele uitdagingen dat dit type van data vergt voor een correcte en automatische interpretatie ervan. Doelstelling: De doelstelling van deze scriptie is om onderzoek te doen naar het automatisch interpreteren van data die kan worden verkregen via de mobiele agenda. Het is hierbij essentieel dat de applicatie zo dynamisch wordt ontwikkeld dat er aan de gebruiker geen speciale eisen (vb het verplicht gebruiken van sleutelwoorden zoals „external meeting‟) worden gesteld bij het invullen van zijn afspraken. Kennis omtrent de interpretatie van afspraken wordt opgebouwd in een server component die afspraken van een groot aantal gebruikers zal
interpreteren om er extra kennis uit af te afleiden. Tevens zal ook het mobiele adressenbestand mee in rekening worden gebracht om daaruit met een bepaalde zekerheid te gaan afleiden of een afspraak met een bepaalde contactpersoon in het adressenbestand wordt gemaakt en tot welke categorie deze persoon zal behoren (vb. „werk‟,‟vrienden‟,‟sportclub‟,...). De scriptie heeft tot einddoel om een op het Android platform werkende demonstrator te ontwikkelen waarbij aanbevelingen worden gemaakt op basis van de afspraken die zijn gemaakt in de agenda. Het type van aanbevelingen dat in deze demonstrator zal worden gemaakt, gebeurt in overleg met de student. Een voorbeeld van een mogelijke demonstrator is het aanbevelen van points of interests (restaurants, evenementen,...) op basis van de agenda. Locatie: Zuiderpoort
7160: Dynamische netwerkmodellering en routering in multimodale transportnetwerken Promotor(en): Mario Pickavet, Pieter Audenaert Begeleider(s): Sofie Demeyer, Pieter Audenaert Contactpersoon: Sofie Demeyer Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Wanneer men gebruik maakt van het openbaar vervoer, is het meestal onmogelijk om dit unimodaal (d.i. slechts gebruik maken van 1 transportmiddel) af te leggen. Het gebruik maken van meerdere transportmodi wordt aangeduid met de term multimodaliteit. De verschillende transportmodi hebben echter elk hun eigen netwerk en bijhorende datastructuren. Zo wordt er in sommige gevallen gebruik gemaakt van vaste tijdstabellen (vb. bus, trein, …), terwijl dit niet het geval is bij bijvoorbeeld de wagen, fiets, metro (in sommige steden). Met het ene vervoersmiddel kan je op bijna alle plaatsen geraken, terwijl anderen enkel voorafgedefinieerde stopplaatsen bereiken. Bovendien is het aanleveringsformaat van de data van de verschillende modi heel divers en is de data zelf variabel. In deze thesis willen we een multmodaal routeringssysteem ontwerpen dat de kortste (snelste) route bepaalt door op een dynamische manier een graaf op te bouwen met de beschikbare data.
Doelstelling: Het doel van deze scriptie is het ontwikkelen van een multimodaal dynamisch routeringsalgoritme, dat „onthe-fly‟ een netwerk opbouwt, gebruik makend van de beschikbare data van de verschillende vervoersmiddelen. Wanneer er heel wat transportmodi en reistijdinformatie zijn, kan een statisch netwerk omvangrijk worden. Vandaar dat we kiezen voor de dynamische aanpak. De transportdata is enkel toegankelijk via bepaalde interfaces. Zo heeft men meestal geen toegang tot de volledige databank, maar kan men slechts reistijddata van een welbepaalde reisroute vragen. Dit zorgt er voor, samen met de grote hoeveelheid aan data, dat het netwerk op een dynamische manier opgebouwd/afgebroken zal moeten worden tijdens het uitvoeren van het algoritme. De student zal eerst op zoek gaan in de literatuur naar vergelijkbaar onderzoek, waarna hij/zij een eigen dynamisch netwerkmodel zal ontwikkelen, dat data van de verschillende modi naar een uniform formaat vertaalt. Vervolgens wordt een routeringsalgoritme ontworpen dat gebruik maakt van dit dynamische netwerkmodel. Na een implementatie op een vrij te kiezen platform, zal de sterkte en correctheid van het model en algoritme getest worden op een testdataset. In een volgende fase worden het model en het algoritme dan verder geoptimaliseerd. Locatie: Zuiderpoort, thuis
7280: Een management framework voor de Virtual Wall in een cloudomgeving Promotor(en): Filip De Turck Begeleider(s): Steven Latré, Jeroen Famaey Contactpersoon: Steven Latré Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 3 Probleemstelling: De onderzoeksgroep IBCN, binnen de vakgroep INTEC, beschikt over een “Virtual Wall”. Dit is een testbed waarop netwerkexperimenten op grote schaal kunnen uitgevoerd worden. De Virtual Wall is in de praktijk een verzameling van 100 high-end computers die verbonden zijn met één grote – programmeerbare netwerkswitch. De software achter de virtual wall laat toe om een netwerktopologie te definiëren (i.e., hoe zijn de computers met elkaar verbonden) en automatisch de correcte images te installeren (b.v. één computer krijgt serversoftware, de andere is een router, enz.). Na deze automatische configuratie is er roottoegang tot elke computer en kan het echte experiment worden opgestart. Eén van de nadelen van de huidige Virtual Wall is dat het opstarten van het echte experiment vaak nog manueel moet gebeuren, waardoor het uitrollen van een breed gamma aan testen een moeilijke en tijdsrovende taak kan zijn. Bovendien zijn veel van deze manuele stappen vaak erg gelijkaardig waardoor het nuttig is om deze te automatiseren. Binnen IBCN wordt daarom gewerkt aan een managementframework voor de Virtual Wall. In een eerste fase werd reeds een basisversie ontwikkeld waarbij de Virtual Wall kan geconfigureerd worden aan de hand van een Grafische User Interface (zie figuur).
Doelstelling: De bedoeling van deze scriptie is om het bestaande managementframework uit te breiden zodat geavanceerde netwerkexperimenten kunnen uitgevoerd worden. Als scenario zal het beheren van een cloudomgeving beschouwd worden. In een cloudomgeving bieden een verzameling van servers applicaties aan aan de eindgebruikers, een typisch voorbeeld hiervan is Google Docs. Het te ontwikkelen managementframework zou moeten toelaten om een cloudomgeving zoals Google Docs te emuleren op de Virtuall Wall. Typische aspecten die hierbij moeten kunnen geconfigureerd worden, zijn de hoeveelheid en locatie van de servers, soorten toepassingen, enz. Afhankelijk van de interesse van de student kunnen verschillende richtingen uitgegaan worden: - Automatische logging en visualisatie van resultaten terwijl het experiment loopt - Modelleren van het gedrag van menselijke gebruikers (de klanten van de cloudomgeving)
- Ontwikkeling van algoritmes die de cloudapplicatie verbeteren (bv. verbeterde load balancing, netwerkoptimalisatie, enz.) - Evaluatie van de prestatie van cloudapplicaties in “worst case scenarios” zoals flashcrowds Locatie: Zuiderpoort, thuis Opmerkingen: Indien interesse, is er mogelijkheid tot een stage bij een telecombedrijf (niet verplicht)
7626: Efficiente medische beslissingsadvisering uit eHealth databronnen Promotor(en): Filip De Turck, Bart Dhoedt Begeleider(s): Femke De Backere, Kristof Steurbaut Contactpersoon: Femke De Backere Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Op de kritieke diensten van ziekenhuizen, zoals de ICU (Intensive Care Unit) van het UZ Gent is het van groot belang om snel en adequaat beslissingen te nemen op basis van de beschikbare data. Beslissingen worden gemaakt bij evaluatie van vitale parameters van de patiënt, de uitvoering van een klinisch protocol of na vergelijking met gelijkaardige cases. De enorme hoeveelheid data uit de verschillende patiëntendatabanken zou hierbij kunnen gebruikt worden om trends of patronen te detecteren in voorschrijfgedrag, behandelingswijze of kosten van de dienst. In verscheidene andere sectoren, zoals bij de analyse van klant- en aankoopgegevens van supermarktketens of van beurs- en beleggingsgegevens in de financiële sector, wordt dit reeds toegepast. Er is echter meer onderzoek vereist om dit ook binnen de medische sector toe te kunnen passen. De hoeveelheid data om een beslissing op te baseren wordt steeds groter in ziekenhuizen, dus is het noodzakelijk om algoritmen in te zetten, die patronen en conclusies kunnen ontdekken in deze overvloed aan data. Hierdoor kunnen bestaande protocollen en richtlijnen bijgestuurd worden en kunnen suggesties gegeven worden ter ondersteuning van de medische staf.
Doelstelling: Het doel van deze thesis is het ontwikkelen van modules voor klinische en managementbeslissingen. Hierbij wordt de arts voorzien van patiënt-specifieke therapiebeslissingen, die enerzijds kunnen gebaseerd zijn op de uitvoering van een klinisch protocol en anderzijds op de historiek, patroon- en trendanalyse van de volledige patiëntenpopulatie. Hierbij wordt de therapiebeslissing niet alleen gebaseerd op de individuele labowaarden en monitorparameters, maar ook of deze therapie effectief was bij de behandeling van een eerdere patiëntengroep.
Hierbij zijn data mining technieken een mogelijkheid om de grote hoeveelheid patiëntendata te analyseren op trends en nieuwe patronen. Beheers- en rapporteringsmodules kunnen ontwikkeld worden om klinische trends visueel voor te stellen en tijdig automatisch suggesties naar de arts te sturen. In deze thesis kan, in overleg met de begeleiders, de nadruk gelegd worden op alerting of op het data mining aspect. Deze thesis laat toe om zich volledig in te werken in het domein van alerting en datamining, en dit binnen een zeer actuele, medische context. Locatie: Zuiderpoort 7148: Embedded web services voor het rechtstreeks ontdekken, beheren en configuren van sensordiensten Promotor(en): Ingrid Moerman, Piet Demeester Begeleider(s): Eli De Poorter, Jen Rossey, Jeroen Hoebeke Contactpersoon: Eli De Poorter Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Sensornetwerken kunnen ons informatie bezorgen over de fysische wereld zoals bijvoorbeeld temperatuur of luchtkwaliteit. Door gebruik te maken van deze informatie kunnen allerlei nieuwe Internettoepassingen ontwikkeld worden in verschillende domeinen: domotica, slimme gebouwen, beveiliging, omgevingsmonitoring, … De realisatie van dit Internet of Things wordt dan ook gezien als één van de volgende grote uitdagingen en opportuniteiten van het Internet. Om dit succesvol te realiseren is het noodzakelijk dat op een heel eenvoudige manier de diensten die sensoren aanbieden kunnen ontdekt, gebruikt en geconfigureerd worden. Typisch gebeurt dit door middel van een centrale webapplicatie in een gateway die sensordiensten binnen het lokale netwerk aanbiedt aan geautoriseerde gebruikers op het Internet. Deze gateways zijn vaak gesloten, hetgeen het moeilijk maakt om nieuwe sensoren en diensten te integreren. Momenteel wordt er druk gewerkt aan de ontwikkeling van embedded web services (IETF COAP protocol) voor toestellen met beperkte mogelijkheden. In combinatie met IPv6 biedt dit de mogelijkheid om rechtstreeks van om het even waar in het Internet gebruik te maken van sensordiensten door middel van een open standaarden.
Doelstelling: Het doel van deze thesis is het uitwerken en demonstreren van een open plug & play platform dat toelaat om gemakkelijk sensordiensten te ontdekken, gebruiken en configureren. De communicatie tussen de gebruiker in het Internet en de sensoren in het lokale netwerk zal rechtstreeks gebeuren, zonder tussenkomst van een applicatiegateway. Hierbij zal gebruik gemaakt worden van het COAP en IPv6/6LoWPAN, die beide beschikbaar zullen gesteld worden. De thesis bestaat uit twee belangrijke onderdelen:
(1) Het opsporen en gebruiken van beschikbare sensordiensten in een lokaal netwerk door een geautoriseerde gebruiker in het Internet met aandacht voor de beveiliging van de communicatie. (2) Onderzoeken en demonstreren van nieuwe mogelijkheden voor het gebruik van de embedded web services voor het definiëren en samenstellen van nieuwe diensten. Bijvoorbeeld: een gebruiker moet eenvoudig kunnen configureren dat wanneer de temperatuur groter wordt dan X de verwarming moet uitgeschakeld worden, waarna de betrokken sensoren geconfigureerd worden met deze regel. De thesis eindigt met een demonstratie waarbij de bovenstaande concepten gedemonstreerd worden in een testbed. Locatie: Zuiderpoort Opmerkingen: Dit thesisonderwerp biedt de mogelijkheid om de ontwikkelde oplossing te toetsen in een reëel gebruikersscenario in samenwerking met Alcatel-Lucent Bell Labs of EnergyICT. In dit geval kan er een bedrijfsstage uitgevoerd worden bij Alcatel-Lucent Bell Labs resp. EnergyICT. Er is ook samenwerking (met stage) mogelijk bij OneAccess. 7165: Emulatie van het verkeer in grootschalige netwerken Promotor(en): Mario Pickavet, Didier Colle Begeleider(s): Dimitri Staessens, Sachin Sharma, Andreas Gladisch (Deutsche Telekom Labs) Contactpersoon: Dimitri Staessens Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: OpenFlow is een nieuwe technologie ontwikkeld aan de Stanford universiteit die tot doel heeft het loskoppelen van het softwaregedeelte en het hardwaregedeelte van een (IP) router of (Ethernet) switch. Alle logica wordt uitgevoerd door een centraal systeem, genaamd de OpenFlow controller, die elke OpenFlow switch aanstuurt d.m.v. het OpenFlow Protocol. Het OpenFlow protocol is een open standaard die toelaat dat iedereen zijn eigen controller schrijft. Op deze manier laat het enerzijds experimenten toe op productienetwerken en anderzijds een gespecialiseerde netwerkcontrole voor diverse services op dezelfde hardware. Ook laat het Netwerkvirtualisatie toe d.m.v. de FlowVisor, die het netwerk horizontaal kan verdelen („slicen‟) (bv op basis van VLANs). Ondanks de recente ontwikkeling is OpenFlow een snel groeiende standaard, die reeds ondersteund wordt door de grote fabrikanten (NEC, HP, …) en ook de internetgiganten Google en CISCO verrichten onderzoek naar OpenFlow. De huidige versie is OF v1.1. Meer informatie kan worden gevonden op www.openflow.org OpenFlow: Enabling Innovation in Campus Networks: http://www.openflow.org/documents/openflow-wplatest.pdf
Doelstelling: Het doel van de scriptie is het ontwerp van een netwerkelement dat de traffiek van een grootschalig netwerk kan emuleren. Hierbij wordt verwacht om zowel het (geparametriseerde) algoritme te ontwikkelen om dit toe te staan, als de implementatie ervan. Verschillende types netwerken worden geviseerd: accessnetwerken, backbone-netwerken en datacenternetwerken, waarbij van elk type netwerk een eigen karakteristiek traffiekpatroon heeft. Voor de validatie van de gewenste traffiekpatronen wordt nauw samengewerkt met Deutsche Telekom Labs. Er wordt niet enkel gekeken naar een enkele machine maar ook bv. een gedistribueerd systeem met meerdere machines die onderling samenwerken. Het werk gebeurt op de IBBT iLab.t virtual wall, waarbij de NOX OpenFlow controller (www.noxrepo.org) en de Stanford OF 1.1 reference implementatie aanwezig zijn. Eventueel kan ook een implementatie worden gemaakt op NetFPGA hardware. Locatie: Zuiderpoort Opmerkingen: Goede kennis van Linux, Ethernet en IP zijn een pluspunt. 7153: End-to-end sensorcommunicatie door middel van netwerkvirtualisatie Promotor(en): Ingrid Moerman, Piet Demeester Begeleider(s): Jeroen Hoebeke Contactpersoon: Jeroen Hoebeke Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Bestaande netwerken worden steeds vaker uitgebreid met sensoren en maken interessante toepassingen mogelijk zoals het monitoren van het transport of de opslag van goederen, de bewaking van gebouwen, het opvolgen van de luchtkwaliteit… Typisch gebeurt dit door een gateway in het netwerk te plaatsen. Door middel van specifieke (meestal beschermde niet-gestandaardiseerde) protocollen kan deze gateway praten met de sensoren. Anderzijds kan de gateway door middel van het IP protocol communiceren met de andere toestellen in het netwerk of over het Internet en zo de sensordata verspreiden naar alle geïnteresseerde partijen. Dit brengt een aantal nadelen met zich mee. Zo zal er steeds een protocolvertaling moeten gebeuren in de gateway en deze kan anders zijn voor verschillende sensoren. Verder is het vaak zo dat sensoren enkel werken met bepaalde gateways. Beide zaken maken het moeilijk om bijvoorbeeld sensoren van andere fabrikanten toe te voegen. De interface die de gateway aanbiedt aan ontwikkelaars om de sensordata op te vragen zal ook verschillen van fabrikant tot fabrikant. Dit verhoogt de complexiteit voor ontwikkelaars van sensortoepassingen.
Doelstelling: Het doel van deze scriptie is om te onderzoeken welke voordelen een aanpak zonder gateways kan bieden. Hiervoor dienen 2 zaken te gebeuren. Enerzijds zullen de sensoren toegevoegd worden aan een virtueel netwerk. Hiervoor zal vertrokken worden van een bestaande netwerkvirtualisatietechnologie die binnen IBCN beschikbaar is en die toelaat heel eenvoudig een virtueel IP-netwerk op te zetten tussen gedistribueerde toestellen, waar ook ter wereld. Op die manier lijkt het alsof alle gedistribueerde deelnemers in het netwerk zich in 1 lokaal IP-netwerk bevinden, onafhankelijk van hun locatie of mobiliteit. Aangezien sensoren geen IP spreken, zal er afgestapt worden van IP en is het de bedoeling om een aantal heel eenvoudige nieuwe protocollen te ontwikkelen en te demonstreren die toelaten dat om het even welk toestel in het virtuele netwerk rechtstreeks kan praten met elke sensor zonder dat er enige vertaling dient te gebeuren. Op die manier moet het bijvoorbeeld mogelijk worden voor een eindgebruiker om van op om het even welk toestel (laptop, smartphone, …) en waar ook ter wereld, de sensoren in zijn huis automatisch te ontdekken, informatie op te vragen en heel eenvoudig nieuwe sensoren toe te voegen. Locatie: Zuiderpoort Opmerkingen: Dit thesisonderwerp biedt de mogelijkheid om de ontwikkelde oplossing te toetsen in een reëel gebruikersscenario in samenwerking met Rmoni. In dit geval kan er een bedrijfsstage uitgevoerd worden bij Rmoni.
7217: Experimentele emulatie-omgeving voor GMPLS in cloud computing Promotor(en): Chris Develder Begeleider(s): Jens Buysse Contactpersoon: Jens Buysse Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 3 Probleemstelling: GMPLS staat voor Generalized Multiprotocol Label Switching en is een vorm van een Network Control Plane (NCP) die o.a. gebruikt wordt om connecties op te zetten in optische netwerken. Hoewel de basisversie van GMPLS al zogenaamde traffic engineering mogelijk maakt, zijn er vandaag nog steeds onderzoeksprojecten die zich op heel erg specifieke domeinen (zoals o.a. Cloud Computing) spitsen en die optimalisaties van de softwaremodules voorstellen. Om zulke experimentele extensies van GMPLS software op betrekkelijk grote schaal uit te testen, wordt vaak geopteerd om een emulatiestudie van de software uit te voeren. In een dergelijk emulatie wordt het onderliggende netwerk nagebootst. Zo‟n netwerk bestaat in de praktijk uit een groot aantal OXCs (dit zijn zogenaamde optical cross connects, i.e. schakelknopen die het optische verkeer regelen, zoals routers in IP netwerken). In plaats van heel wat van zulke (dure!) apparatuur in testopstellingen met elkaar te verbinden en via GMPLS-extensies te controleren, zullen we PCs gebruiken die hun functies nabootsen. Het installeren en configureren van zo‟n emulatie vergt echter heel wat inspanning en complexiteit. Daarom is het wenselijk om over een raamwerk te beschikken dat zulke configuratie van emulatie-experimenten grotendeels automatiseert. Daardoor kan een onderzoeker afgeschermd worden van ingewikkelde procedures en zich volledig concentreren op de emulatiestudie.
Doelstelling: De student zal zich (i) eerst moeten inwerken in GMPLS en de verschillende protocollen die het omvat en (ii) een onderzoek doen naar de mogelijkheden van de virtual wall aanwezig in IBCN. (De virtual wall is een emulatieraamwerk dat toelaat om experimenten op te zetten in grote netwerken van servers, door virtualisatie van servers en emulatie van het netwerk ertussen.) Daarna zal de student een grondige architectuuranalyse maken van het systeem dat ontwikkeld moet worden, samen met het ontwerp van de tools die nodig zullen zijn om het installeren van GMPLS knopen te vereenvoudigen. Na deze architectuuranalyse komt het implementatiewerk: ontwikkelen van de tooling en setup procedures. Eenmaal de implementatie op punt staat zal een basis emulatiestudie uitgevoerd worden (bv. een schaalbaarheidstest waarbij gekeken wordt hoeveel GMPLS knopen een systeem kan bevatten vooraleer een ontoelaatbare delay optreedt) waarbij de focus ligt op de functionaliteit van het ontwikkelde raamwerk. Met andere woorden, hou je van netwerkconcepten en het ontwikkelen van een heus softwareplatform, dan is deze thesis perfect voor jou! Locatie: Zuiderpoort 7222: Experimenteren met nieuwe wiskundige modellen voor het automatisch herkennen van entiteiten Promotor(en): Chris Develder Begeleider(s): Johannes Deleu, Thomas Demeester, Laurent Mertens Contactpersoon: Johannes Deleu Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de ingenieurswetenschappen: toegepaste natuurkunde Aantal studenten: 1 Aantal 2 masterproeven: Probleemstelling: Een belangrijke klasse van Machine Learning (ML) algoritmen zijn gebaseerd op „grafische modellen‟ (bv. neurale netwerken, Bayesiaanse netwerken…). Grafische modellen stellen een waarschijnlijkheidsfunctie voor over (in ons geval discrete) variabelen. Ze danken hun naam aan een bijhorende “grafische” representatie. Deze modellen bestaan uit „knopen‟ (de variabelen) die met elkaar verbonden worden. Men maakt onderscheid tussen input knopen (die vastgehouden worden op de input waarde) en output knopen
(waarvoor men een waarde zoekt). De interacties tussen variabelen worden gemodelleerd aan de hand van potentiaalfuncties die hun compatibiliteit uitdrukken met de verbonden variabelen. Een grafisch model hecht aan elke configuratie (= een assignatie van output variabelen) een bijhorende waarschijnlijkheid. Dit laat toe een optimale assignatie van de output variabelen te definiëren. Grafische modellen kunnen getraind worden op data door de potentiaalfuncties te parametriseren en een objectieffunctie te definiëren over de trainingsdata. Een belangrijke toepassing van grafische modellen is NER, het herkennen van entiteiten in tekst („Named Entity Recognition‟). Hierbij is het de bedoeling om in een ongeziene tekst de namen van personen, locaties, en organisaties te herkennen. De voornaamste moeilijkheid zit hem in het detecteren van niet eerde geziene entiteiten en dit enkel uit de omringende tekst. Met probeert dit op te vangen door rekening te houden met woorden voor- en na de kandidaat-entiteit, hoofdletters, part-of-speech type, enz… (deze worden de „features‟ genoemd). Een state-of-the-art NER applicatie voor het Nederlands is ontwikkeld aan INTEC-IBCN, gebruik makend van de techniek van „Conditional Random Fields‟, om de probabiliteitsdistributie van de entiteiten te modelleren. Uiteraard zijn verbeteringen steeds mogelijk, en daartoe moeten eerst een aantal theoretische aspecten in detail worden bestudeerd.
Doelstelling: De bedoeling van deze thesis, is om nieuwe grafische modellen voor NER te bestuderen. Een grote trainingset van geannoteerde data is beschikbaar (m.a.w., waarbij staat aangeduid welke woorden entiteiten zijn, en van welke soort), maar er zijn vooral nog een aantal open vragen op theoretisch gebied. De bestaande NER software is gebaseerd op een „discriminatief‟ model. Hierbij wordt de conditionele probabiliteitsdistributie van de soort entiteit (= de te voorspellen „output‟) gemodelleerd, waarbij de „features‟ gegeven zijn (de „input‟). Het is gekend dat discriminatieve modellen zeer goed presteren voor NER. Een andere klasse van populaire grafische technieken zijn „generatieve modellen‟. Hierbij wordt de totale distributie van in- en output samen gemodelleerd, waarbij wel de mogelijks complexe interacties binnen de input data (de features) mee moeten worden gemodelleerd, wat niet altijd evident is. Via de wet van Bayes halen we hieruit dan een conditioneel model dat de „input‟ voorspelt voor een gegeven „output‟ (vandaar de benaming „generatief‟). Een dergelijk model heeft als voordeel dat niet-geannoteerde data ook kunnen worden meegenomen in de training-fase, wat mogelijks kan leiden tot een precieser model. De grootste uitdaging van deze thesis is een nieuw generatief model voor NER op te stellen, en het gedrag te vergelijken met dat van het bestaand discriminatief model. Hierop kan worden verdergebouwd, bijvoorbeeld door het invoeren van „hidden‟ variabelen, om de intelligentie van het systeem verder te verbeteren. Locatie: Zuiderpoort Opmerkingen: Deze thesis is voornamelijk theoretisch (voornamelijk gericht op studenten toegepaste natuurkunde), en vereist een grondig inzicht in de wiskunde. Het wordt aangeraden dat geïnteresseerde studenten de begeleiders van deze thesis contacteren voor een informeel gesprek, waarin de mathematische technieken en state-of-the-art in NER nader zullen worden toegelicht. Na een grondige studie van de vereiste technieken, zal de nadruk liggen op het experimenteren met nieuwe wiskundige modellen, eerder dan op implementatie. Als dataset voor de experimenten, zal het audio-visueel archief van de Vlaamse televisieomroepen worden gebruikt.
7219: Extractie van personen en relaties uit Wikipedia Promotor(en): Chris Develder Begeleider(s): An De Moor, Johannes Deleu, Thomas Demeester, Laurent Mertens Contactpersoon: An De Moor Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Met de snel groeiende hoeveelheid data op het Web, wordt het efficient beheren en doorzoeken van deze data uiterst belangrijk. Het zogenaamde „semantisch web‟ (of Web 3.0) is het nieuwe dataweb dat machines toelaat om de „betekenis‟ (of „semantiek‟) van data te verstaan. De technologie van het semantisch web, waarbij informatie d.m.v. RDF („Resource Description Framework‟) drietallen in de vorm van [onderwerp;relatie;object] wordt voorgesteld, laat toe automatisch te redeneren op grote databanken. Het identificeren van mensen in tekst is een belangrijk praktisch probleem. Hoe beslissen we automatisch of een tekst nu handelt over Clinton of Gates, als enkel Bill wordt vermeld? Indien tevens „Microsoft‟, of „politicus‟ wordt gevonden in de tekst, kunnen we een meer gerichte beslissing maken, op voorwaarde dat we weten welke Bill bij Microsoft werkt, en welke andere Bill aan politiek doet. Het is duidelijk dat een RDFdatabank waarin personen zitten en hun relaties met andere entiteiten (personen, hun werk…), kan helpen bij deze taak. Merk op dat er reeds een uitgebreide Wikipedia-gebaseerde RDF database bestaat, m.n. DBpedia, maar met veel minder data dan vervat in Wikipedia zelf, en voor een wijd spectrum van relaties. Voor de disambiguatie van personen in tekst, zijn echter meer precisie en een uitgebreidere dataset vereist.
Doelstelling: De hoofdbedoeling van deze thesis is om een techniek te ontwikkelen (bv. via een specifieke query-taal), gebaseerd op de structuur en inhoud van de Wikipedia-pagina‟s (disambiguatie-pagina‟s, infoboxen…), om „personen‟ en hun functie in de maatschappij te extraheren. Een extra moeilijkheid is, dat de pagina‟s niet altijd consistent zijn (bv. Bill Clinton en Bill Gates hebben een infobox waarin hun job wordt vermeld, maar Bill W. heeft er geen).
De student zal (i) automatisch een grote RDF database van personen extraheren uit Wikipedia, zoals hierboven beschreven, (ii) objectief de kwaliteit van deze data evalueren, en (iii) experimenteren op de automatische identificatie en disambiguatie (bv. „over welke Bill gaat het hier‟) van personen in ongeziene teksten (zoals dagelijkse nieuwsberichten) Locatie: Zuiderpoort Opmerkingen: Ook voor studenten industriele wetenschappen informatica 7243: Extractie van semantische informatie uit Twitter berichten Promotor(en): Chris Develder Begeleider(s): Jan Uyttenhove (Xume), Thomas Demeester Contactpersoon: Thomas Demeester Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Gebruikers van sociale media zoals Twitter of Facebook verspreiden informatie over hun interesses, populaire onderwerpen, etc. De berichten zijn typisch wel kort maar bevatten echter vaak relevante objectieve of subjectieve informatie, zowel in de tekst van het bericht zelf, als via URL‟s naar webpagina‟s of via „hashtags‟. De berichtjes zijn ongestructureerd en vaak is er geen indicatie over de context, laat staan over de betekenis (semantiek) ervan. De totale hoeveelheid data vervat in de stroom van berichten is een tweede probleem. De communicatie via sociale media is sterk onderhevig aan „trends‟. Mensen beïnvloeden en inspireren elkaar om hun mening over een bepaald onderwerp te geven. De berichtjes op zich mogen dan wel klein zijn, de totale hoeveelheid berichten rond hetzelfde onderwerp en rond dezelfde tijd kan reusachtig zijn. Het is van groot economisch en maatschappelijk belang om hieruit relevante en correcte informatie te halen, maar dit vereist het vermogen om op schaalbare wijze een grote hoeveelheid data te kunnen verwerken.
Doelstelling: Het doel van deze thesis is te onderzoeken welke objectieve (feitelijke), subjectieve (bv. persoonlijke meningen) of contextuele informatie (bv. gebeurtenissen) kan worden geëxtraheerd uit de tekst van de berichtjes (bv. bij Twitter), en om in te schatten hoe relevant of bruikbaar deze informatie is. Met behulp van de technologie van het semantisch web (of Web 3.0) wordt een „betekenis‟ (semantiek) gekoppeld met de verkregen informatie (zo kan objectieve informatie als „feit‟ worden aangeduid, subjectieve meningen kunnen een score krijgen, etc). De resultaten worden geïllustreerd door de ontwikkeling van software (een OSGi-bundel, met behulp van Scala en Java), die de mogelijkheid biedt om de Twitter feed in quasi real-time te verwerken. De gefilterde informatie wordt dan opgeslagen onder de vorm van RDF-triples („Resource Description Framework‟), het typisch formaat voor het semantisch web, met een indicatie van de betrouwbaarheid van de data. Belangrijk is dat de software schaalbaar moet zijn en zeer grote datastromen in parallel kan verwerken Locatie: Zuiderpoort Opmerkingen: De kandidaat is bereid een stage te doen bij Xume (Jan Frans Willemsstraat 2, 9000 Gent) om praktische ervaring op te doen met de technologie die gebruikt wordt om het softwarprototype te ontwikkelen. Verdere informatie is te vinden op http://www.xume.com/thesis of rechtstreeks bij
[email protected]. 7156: Gedistribueerde cognitieve algoritmen om interferentie in draadloze netwerken te minimaliseren Promotor(en): Ingrid Moerman, Piet Demeester Begeleider(s): Lieven Tytgat Contactpersoon: Ingrid Moerman Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Draadloze netwerken zijn tegenwoordig aan een sterke opmars bezig. Wie heeft er momenteel geen draadloos netwerk op zijn kot, thuis, … . Buiten het ondertussen goed gekende WiFi, bestaan er nog een heel aantal andere draadloze netwerken, zoals bv. Bluetooth, Zigbee, … ,die in dezelfde ISM ((Industrial, Scientific and Medical) frequentieband opereren. Er vormt zich echter een probleem indien meerdere netwerken in eenzelfde omgeving aanwezig zijn. In een dergelijke situatie storen – of interfereren - deze netwerken elkaar, wat leidt tot een suboptimale werking van deze netwerken. Omdat deze interferentie echter heel sterk kan variëren in de tijd en verder sterk afhankelijk is van de plaats en de frequentie, is het echter niet eenvoudig om de optimale configuratie (in het bijzonder de kanaalselectie) van verschillende netwerken in eenzelfde omgeving in te stellen. Binnen deze thesis focussen we ons op de impact tussen WiFi (IEEE 802.11) op Zigbee (IEEE 802.15.4) en zullen we trachten op een gedistribueerde manier de interferentie te karakteriseren om nadien de optimale configuratieparameters te selecteren.
Doelstelling: Het doel van deze thesis is het ontwikkelen van een cognitief algoritme om de interferentie tussen Zigbee en WiFi netwerken te minimaliseren. Validatie van deze strategie kan gebeuren in het grootschalige draadloos
testbed (w-ilab.t) dat bestaat uit 300 knopen verspreid over de lokalen IBCN en IBBT in het Zuiderpoortgebouw en recent ook een nieuwe ruimte in Zwijnaarde (Technologiepark). Elke knoop bezit een WiFi en Zigbee interface die van op afstand kunnen aangestuurd worden. Deze thesis zal verlopen in samenwerking met Imec (Leuven). Het is namelijk de bedoeling om de complementaire kennis van Imec en UGent samen te brengen rond dit onderwerp, om zodoende een optimaal resultaat te bekomen. Het werk zal hoofdzakelijk bestaan uit: Literatuurstudie (10% van de tijd) Vastleggen van de testmethode, bepalen van het scenario (15% van de tijd) Ontwikkeling van het algorithme en validatie via simulatie (30% van de tijd) Implementatie op w-ilab.t en experimentele validatie (30% van de tijd) Schrijven van de thesis (15% van de tijd) Locatie: Zuiderpoort Opmerkingen: Dit thesisonderwerp biedt de mogelijkheid om de ontwikkelde oplossing te toetsen in een reëel gebruikersscenario in samenwerking met Televic. In dit geval kan er een bedrijfsstage uitgevoerd worden bij Televic. 7707: Graafgebaseerde algoritmes voor biologische sequentie-alignering Promotor(en): Bart Dhoedt, Klaas Vandepoele Begeleider(s): Jan Fostier Contactpersoon: Jan Fostier Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Door recente technologische ontwikkelingen, is het mogelijk geworden om het DNA van een groot aantal organismes te bepalen. Door het vergelijken van deze sequenties tussen een aantal verwante organismes, kunnen functionele elementen (zoals vb. genen) in het DNA worden opgespoord, en worden evolutionaire mechanismen bloot gelegd. Daarbij speelt het aligneren van DNA een grote rol: hierbij worden verschillende sequenties onderling gepositioneerd, zodanig dat gelijkaardige gebieden eenvoudig kunnen worden opgespoord. Het bepalen van een optimale alignering met meer dan twee DNA sequenties (multiple sequence alignment – MSA) is computationeel onhaalbaar. Gezien het grote belang van accurate aligneringen, is het ontwikkelen van goede heuristieken voor MSA nog steeds het onderwerp van diverse onderzoeksprojecten. Recent werd aan onze vakgroep, in samenwerking met onderzoekers van het VIB, een graaf gebaseerd algoritme ontwikkeld voor het MSA probleem, waarvan reeds een referentie C++ implementatie voorzien is.
Doelstelling: De doelstelling van deze scriptie bestaat uit twee luiken. In een eerste luik, is het de bedoeling om de computationele complexiteit van het algoritme te analyseren, en de uitvoeringstijden voor MSA problemen met een groot aantal sequenties te bestuderen. De student zal op een kritische manier de bottlenecks in het algoritme opsporen en oplossingen aanreiken om deze te verhelpen. We beogen o.a. snelheidsoptimalisatie van het algoritime door het gebruik van state-of-the-art graaf algoritmes voor het oplossen van zogenaamde maximum-flow problemen. In een tweede luik, is het de bedoeling het algoritme effectief toe te passen voor de alignering van DNA en amine amino zuur sequenties. Hiertoe zal onderzocht worden of het algoritme kan worden ingepast in reeds bestaande MSA software, zoals DIALIGN. De accuraatheid van de output zal worden vergeleken met een aantal bekende DNA sequence aligners, door gebruik te maken van gekende benchmarking datasets. Locatie: zuiderpoort, VIB, thuis Opmerkingen: Deze scriptie verloopt in samenwerking met onderzoekers van het VIB (Vlaams Instituut voor Biotechnologie). Programmeren in C/C++ is vereist voor deze thesis. Interesse in (weliswaar vrij eenvoudige) graaf-theoretische concepten is een must.
7184: Green ICT: evaluatie en implementatie van oplossingen Promotor(en): Mario Pickavet, Didier Colle Begeleider(s): Willem Vereecken, Ward Van Heddeghem Contactpersoon: Willem Vereecken Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 10 Probleemstelling: Informatie- en communicatietechnologie (ICT is steeds meer aanwezig in ons dagelijks leven. Daar waar we 15 jaar geleden nog met zijn allen achter de eigen PC in een hoek in de kamer zaten, heeft ICT zijn weg gevonden naar tal van verschillende toestellen en werden netwerken gebouwd om deze toestellen wereldwijd met elkaar te laten communiceren. De groei van ICT is explosief en de impact op ons leefmilieu groeit navenant. Tegelijk wordt ICT ook nadrukkelijk bekeken als sector die oplossingen kan bieden voor verschillende problematieken i.v.m. leefmilieu zoals teleworking, teleconferencing, etc. De vraag stelt zich hoe „groen‟ ICT nu eigenlijk is. Hoeveel energie verbruikt ze? Wat is de impact van haar levenscyclus? Hoe kan ze geoptimaliseerd worden? Waar kan ze oplossingen aanreiken?
Doelstelling: Het doel van de scriptie is het energiebesparend potentieel te onderzoeken van ICT-oplossingen. In een eerste fase doet de student een literatuuronderzoek naar verschillende ICT-oplossingen die worden voorgesteld en probeert in te schatten waar de impact verlaagd wordt en wat de mogelijke valkuilen zijn. Vervolgens selecteert hij/zij een toepassingsgebied dat verder onderzocht wordt. In dat toepassingsgebied wordt het energieverbruik in kaart gebracht. Vervolgens definieert de student mogelijke strategieën om dit energieverbruik te optimaliseren. Deze worden gemodelleerd en geïmplementeerd in een testopstelling. Op basis van deze oefening schat de student het eigenlijke energiebesparende potentieel in. Bij dit onderwerp zijn verschillende invullingen mogelijk naargelang de voorkeur van de student. Enkele mogelijkheden zijn: optimalisatie van toegangs-, metro-, of core-netwerken; power management in datacentergrids (met behulp van software ontwikkeld in VOP-projecten); thin client-oplossingen als vervanger van traditionele desktops. Naast de inschatting van energiebesparing kunnen ook ruimere milieuimpact-aspecten zoals levenscyclusanalyse (LCA) meegenomen worden. Locatie: Zuiderpoort 7157: Groene en adaptieve sensornetwerken in de straten van Gent Promotor(en): Ingrid Moerman, Piet Demeester Begeleider(s): Pieter De Mil, Peter Ruckebusch Contactpersoon: Pieter De Mil Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Draadloze sensornetwerken worden meer en meer toegepast in de huisomgeving, grote gebouwen, en industriële toepassingen. Traditioneel worden de sensoren gevoed met batterijen en wordt er getracht om zo lang mogelijk (bijv. 3 jaar) metingen of data te versturen met de beperkte batterijcapaciteit. Het vervangen van die batterijen is immers een dure operatie en niet echt milieuvriendelijk. Dit willen we vermijden door sensornetwerken te voeden met zelfopgewekte energie (energy harvesting). Aangezien er buiten veel mogelijkheden zijn om energie op te wekken (vb. zonnecellen op basis van zonne-energie) situeren we deze scriptie in een stadsomgeving waarbij bijvoorbeeld de status van een parkeerplaats wordt gemonitord, of de temperatuur, of de status van de vuilnisbakken. Doelstelling: In deze scriptie wensen we een netwerk uit te rollen bestaande uit een mix van „sensor access points‟ (gevoed door het net) en sensoren (gevoed door „energy harvesters‟) in een stadsomgeving. De „sensor access points‟ zijn verbonden met het Internet en collecteren de informatie van meerdere sensorknopen in de omgeving. In de eerste plaats zal er gekeken worden naar geschikte energy harvesters en mogelijke sensortoepassingen. Aangezien de sensoren zullen beschikken over hernieuwbare energie moet er ook op een andere manier nagedacht worden over MAC- en routeringprotocollen. Zo moet men er rekening mee houden dat de energievoorziening variabel zal zijn (bijv. verschil overdag en ‟s nachts) zodat deze protocollen adaptief moeten zijn.
Het is de bedoeling om een geschikte energy harvester te selecteren en een adaptieve netwerkoplossing (MAC + routering) te ontwikkelen en deze experimenteel te valideren in het IBBT iLab.t testbed. Deze draadloze testomgeving beschikt over 200 sensorknopen waarbij we energy harvesters kunnen emuleren door de spanning te laten variëren in functie van het stroomverbruik. Locatie: Zuiderpoort, thuis Opmerkingen: Dit thesisonderwerp biedt de mogelijkheid om de ontwikkelde oplossing te toetsen in een reëel gebruikersscenario in samenwerking met EnergyICT. In dit geval kan er een bedrijfsstage uitgevoerd worden bij EnergyICT. De mogelijk bestaat ook tot samenwerking met Bausch Datacom. 7182: Groene IT: studie omtrent de energie-efficiëntie in draadloze en bedrade thuisnetwerken Promotor(en): Wout Joseph, Mario Pickavet Begeleider(s): Margot Deruyck, Willem Vereecken Contactpersoon: Margot Deruyck Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Geavanceerde "groene" netwerken worden steeds belangrijker. Tegenwoordig is ICT apparatuur verantwoordelijk voor ongeveer 4% van het wereldwijde energieverbruik. Er wordt zelfs verwacht dat dit percentage in de komende 10 tot 15 jaar zal verdubbelen. Ongeveer 15% van het ICT energieverbruik is veroorzaakt door de verbruiksfase van netwerkapparatuur. Een netwerk bestaat typisch uit drie grote delen (i.e., subnetwerken): het kernnetwerk, het toegangsnetwerk en het thuisnetwerk. Om het energieverbruik van de netwerkapparatuur te reduceren is het belangrijk om het huidig energieverbruik in elk van deze subnetwerken in kaart te brengen.
Doelstelling: In deze masterproef willen we het energieverbruik van de thuisnetwerken in kaart brengen. In een eerste stap zal er onderzocht worden welke apparatuur er kan voorkomen in een thuisnetwerk en welke bedrade en draadloze technologieën ondersteund worden. Vervolgens kan het energieverbruik voor de verschillende apparatuur bepaald worden en eventueel opgedeeld worden in verschillende categorieën. In een tweede stap zal er nagegaan worden hoe het energieverbruik geoptimaliseerd of geminimaliseerd kan worden in thuisnetwerken. Dit kan bijvoorbeeld leiden tot een lijst van tips voor de eindgebruiker. Mogelijke resultaten zijn bijvoorbeeld evaluaties over het al dan niet bedraad of draadloos aansluiten van een apparaat, of locatie-optimalisatie van draadloze toestellen in huis. Locatie: Zuiderpoort, thuis 7218: Het huis van de toekomst: platform voor het flexibel aanbieden van digitale netwerkdiensten Promotor(en): Chris Develder Begeleider(s): Jelle Nelis, Dieter Verslype Contactpersoon: Jelle Nelis Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Service providers zijn continu op zoek naar nieuwe diensten om aan te bieden aan hun huidige klanten, maar beperken zich momenteel meestal tot diensten die zij volledig onder controle hebben, zoals Internettoegang, IPTV en telefonie. Tegelijkertijd zien we dat meer en meer toestellen een netwerkverbinding hebben waarlangs ze met andere toestellen kunnen interageren of erdoor gecontroleerd worden. Zo zijn er al enige tijd televisietoestellen met DLNA-ondersteuning, NAS-devices en consoles
(PlayStation 3, Xbox 360) die multimedia kunnen aanbieden of consumeren. Daarnaast is er de opkomst van domotica-gerelateerde toepassingen, bv. om via PC of smartphone je huis te controleren (verlichting, verwarming etc.) en te observeren (energieverbruik, videostromen van camera‟s etc.). Het aanbieden van diensten die gebruik maken van deze toestellen, brengt enkele obstakels met zich mee. Zo kunnen de diensten waar een eindconsument gebruik van maakt zeer divers zijn, met hun specifieke vereisten in termen van bv. responsiviteit, bandbreedte, en wil men ook dat de kwaliteit van bepaalde diensten niet gecompromitteerd wordt door andere. Verder is het voor een service provider ook opportuun om de diensten die hij aanbiedt optimaal af te stemmen op bv. de toestellen die een gebruiker geinstalleerd heeft (zonder evenwel intrusief de privacy te schenden).
Doelstelling: Doel van de scriptie is oplossingen uit te werken voor (een subset van) de problemen die zich voordoen bij het openstellen van je thuisnetwerk voor controle door de service provider. Verschillende toestellen zullen moeten worden bestuurd via potentieel verschillende interfaces, zoals daar zijn UPnP, DNS-SD, SLP, Z-wave, etc. Ook zal het gebruikte netwerk niet meer exclusief door de service provider beheerd kunnen worden. Technologieën die gebruikt worden zijn bijvoorbeeld Ethernet, WiFi, MoCA, HomePlug, etc. Om bijvoorbeeld in het thuisnetwerk de nodige kwaliteitsgaranties af te dwingen is er UPnP-QoS. De student zal een use case uitwerken en onderzoeken welke technologieën moeten gebruikt worden om de gekozen use case te ondersteunen. Een voorbeeld van een use case kan zijn dat een veiligheidscamera aan de voordeur begint op te nemen nadat de bewegingsdetectie hem op de hoogte gebracht heeft, tegelijkertijd worden de buitenlichten automatisch aangestoken. Indien de TV momenteel aan het spelen is, zal de veiligheidscamera niet alleen zijn beelden opnemen, maar ook tonen op de TV. Concreet zal de student een schaalbare en flexibele software-architectuur ontwikkelen en implementeren die de geïdentificeerde problemen tracht op te lossen. Hierbij zal de nodige aandacht besteed worden aan prestatieanalyse van de voorgestelde oplossing, die ook in een labo-opstelling gedemonstreerd zal worden. Locatie: Zuiderpoort
7894: Het verhogen van kostenefficiëntie door het invoeren van automatische distributiekaders in een telecomnetwerk Promotor(en): Begeleider(s): Contactpersoon: : Aantal studenten: Aantal masterproeven: AJ:
Mario Pickavet, Sofie Verbrugge Koen Casier Koen Casier Master in de ingenieurswetenschappen: bedrijfskundige systeemtechnieken en operationeel onderzoek, Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek 1 of 2 2 2011-2012
Probleemstelling: Een AMDF of “Automatic Main Distribution Frame” is een component die geinstalleerd wordt in de telecomstraatkast om het systeem van koperdoorverbindingen (door middel van jumper kabels) te automatiseren. Dit gebeurt vandaag nog steeds manueel in de straatkasten. Deze automatisatie kan leiden tot een sterke reductie in de operationele kosten. Meer specifiek kan dit leiden tot sterke reductie in de kosten voor de klantenoperaties aangezien het connecteren of disconnecteren van klanten door middel van de AMDF vanop afstand kan gebeuren en zonder een dure verplaatsing van en naar de straatkast. Helaas is de kost per koperpaar voor de bestaande oplossingen (meestal gebaseerd op relais-systemen) nog steeds te duur. In deze thesis zouden we dan ook in detail een economische analyse maken met daarin gedetailleerde operationele modellen voor een geautomatiseerde vs. niet-geautomatiseerde oplossing. Deze gedetailleerde modellering zal ons in staat stellen om een goede trade-off te maken tussen de investeringskosten en operationele kosten, en zal ons daarnaast in staat stellen om te bepalen bij welke investeringskost de installatie van AMDF‟s de balans positief wordt. Doelstelling: Het doel van deze scriptie bestaat erin om een uitgebreide operationele studie te maken van een AMDF installatie in het netwerk. Hierbij worden gedetailleerde operationele processen opgesteld voor zowel de originele niet-geautomatiseerde situatie, als de geautomatiseerde situatie. Aan de hand van deze operationele processen kan dan een volledige techno-economische analyse gemaakt worden van beide alternatieven. Eenmaal het gedetailleerd model uitgewerkt is, kan een uitgebreide analyse worden uitgevoerd met verschillende mogelijke doelen zoals: 1. Bepalen van de investeringskost waaronder het installeren van een AMDF in elke straatkast een positieve besparing teweeg brengt. 2. Selectie van straatkasten op basis van de afstand tot centrale en/of tot de standplaats van de techniekers, 3. Vergelijking van verschillende AMDF oplossingen 4. … Het werk binnen deze thesis wordt uitgevoerd in samenwerking met Belgacom. Locatie: Zuiderpoort, thuis Opmerkingen: Stage mogelijk bij Belgacom
7270: High-quality video over Wireless LAN for multimediaconferencing Promotor(en): Ingrid Moerman, Piet Demeester Begeleider(s): Dries Naudts, Maarten Steenhuyse Contactpersoon: Dries Naudts Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Tegenwoordig is er steeds meer interesse in eenvoudig op te zetten draadloze netwerken voor grote vergaderruimtes, zoals bijvoorbeeld in het Europees parlement, die ondersteuning kunnen bieden aan conferencing tools die gebruik maken van high-quality videostromen en real-time audioverkeer. Elke aanwezige kan dan makkelijk via een draadloos multimediatoestel een videostroom ontvangen van de spreker, de presentaties volgen, toegang krijgen tot vergaderdocumenten en het internet. Verder kan hij toegang krijgen tot een audiokanaal met synchrone vertaling en via zijn microfoon het woord nemen. Een veelbelovende nieuwe technologie die hiervoor kan gebruikt worden is 802.11n, de opvolger van 802.11a/bg. Deze nieuwe technologie werd door de Wi-Fi alliantie gecertificieerd en is tegenwoordig de standaard en komt beschikbaar in nieuwe laptops, smartphones... Echter, het verzenden van real-time audio en high-quality video over zulke 802.11n netwerken is niet evident en brengt verschillende uitdagingen met zich mee.
Doelstelling: Het doel van deze thesis is het identificeren van de problemen die optreden bij het streamen van highquality video over draadloze 802.11n netwerken en het uitwerken van oplossingen en suggesties voor het optimaliseren van zulke netwerken. Dit gebeurt door een grondige theoretische studie van de 802.11n standaard en door inzicht te krijgen in de eisen die worden gesteld bij het verzenden van real-time highquality video stromen. Om low-delay high quality video te realiseren over een 802.11n gebaseerd netwerk zullen volgende aspecten moeten bekeken worden: monitoring en real-time adaptatie van het netwerk, admission control, Quality of Service, multicasting en broadcasting optimalisaties… Via simulatie en mogelijks experimenten op het iLab-t wireless lab zullen de voorgestelde optimalisaties geïmplementeerd en getoetst worden. In dat kader kan het interessant zijn te onderzoeken hoe men pakketheaders (bv DSCP) makkelijk on-the-fly kan modificeren onder Windows. Locatie: Zuiderpoort 7195: Hoe kunnen indirecte effecten de economische haalbaarheid van de uitrol van een breedbandnetwerk positief beinvloeden? Promotor(en): Mario Pickavet, Sofie Verbrugge Begeleider(s): Marlies Van der Wee, Koen Casier Contactpersoon: Marlies Van der Wee Goedgekeurd Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek voor: Master in de ingenieurswetenschappen: bedrijfskundige systeemtechnieken en operationeel onderzoek, Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal 2 masterproeven: Probleemstelling: De ontwikkeling van een breedbandnetwerk brengt vele kosten met zich mee. Vooral de initiële investering die nodig is voor het openen van de straat weerhoudt de huidige spelers op de markt ervan om te investeren in een nieuw breedbandnetwerk, zoals Fiber-to-the-Home (FttH). Echter, de uitrol van dergelijk netwerk zou een groot aantal voordelen met zich meebrengen die moeilijk in geldwaarde uit te drukken zijn. We denken hierbij bijvoorbeeld aan het reduceren van de “digitale kloof”, de besparingen die kunnen gemaakt worden door ouderen langer thuis te houden, de voordelen van e-learning, de grotere aantrekkingskracht van de regio voor grote bedrijven enzovoort. Deze indirecte effecten mogen absoluut niet verwaarloosd worden bij de evaluatie van de economische haalbaarheid van deze netwerken.
Doelstelling: De thesis is interdisciplinair, het onderzoekswerk bestaat uit een economische studie en een technische component. In het eerste deel is het de bedoeling om een lijst van indirecte effecten op te stellen aan de hand van het bestuderen van een aantal cases en andere bronnen uit de literatuur. Vervolgens kunnen deze effecten aan de hand van economische frameworks ingedeeld worden in een aantal categorieën. Het tweede deel van de thesis doelt op het ontwikkelen van een model dat een geldwaarde voor deze effecten als output heeft. Modellering zal ondersteund worden door een implementatie in Java of Excel, de keuze kan bepaald worden in samenspraak met de student. Dit model kan dan getest worden op een bestaande case, bijvoorbeeld een bepaalde regio of stad waarvan een groot deel van de data beschikbaar is of kan verzameld worden tijdens de thesis. Aan de hand van het ontwikkelde model kan nagegaan worden of de bestudeerde case economisch haalbaar is. Technologische keuzes en aangeboden diensten zullen daarbij naast bekomen indirecte effecten worden geplaatst. Ook kan bekeken worden hoe de overheid de (positieve) effecten van netwerken kan beïnvloeden of versterken. Locatie: Zuiderpoort, thuis
7224: ICT voor slimme energienetwerken Promotor(en): Chris Develder Begeleider(s): Kevin Mets, Tom Verschueren Contactpersoon: Kevin Mets Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Slimme energienetwerken integreren energie-, informatie- en communicatietechnologieën met als doel het optimaliseren van het opwekken, transporteren en consumeren van energie. Een belangrijke motivatie voor de transformatie naar slimme energienetwerken zijn de veranderingen die consumptie- en productiepatronen ondergaan, in het bijzonder onder invloed van de introductie van elektrische voertuigen en gedistribueerde hernieuwbare energiebronnen (zonnepanelen, windmolens e.d.). Hierdoor wordt de afstemming van energieproductie en -consumptie een hele uitdaging. Vanzelfsprekend zou men de groene energie maximaal willen benutten, wat bemoeilijkt wordt doordat de opwekking ervan duidelijk niet vrij gecontroleerd, en evenmin exact voorspeld kan worden. De ontwikkeling van intelligente controle-algoritmen die o.a. vraag en aanbod sturen krijgt dan ook steeds meer aandacht van de bedrijfs- en academische wereld, o.a. onder impuls van belangrijke investeringen (zie bv. Obama‟s “Recovery Act”). Dergelijke algoritmen bepalen bijvoorbeeld wanneer een elektrische wagen opgeladen zal worden om hernieuwbare energie maximaal te benutten. Om dergelijke algoritmen te realiseren is er nood aan een betrouwbare en schaalbare software architectuur.
Doelstelling: In de masterproef zal een toepassing onderzocht worden binnen slimme energienetwerken die duidelijk voordeel kan halen uit het gebruik van informatie- en communicatietechnologieën. De student zal controle-algoritmen en software architecturen (bv. voor slim opladen) ontwikkelen, rekening houdend met mogelijke randvoorwaarden zoals comfort van de gebruiker, energiekost, mobiliteit, etc. Vermits bijvoorbeeld productie- en consumptieprofielen of gebruikersgedrag moeilijk te voorspellen zijn, is het van belang dat de algoritmen overweg kunnen met onvolledige en onnauwkeurige gegevens. Door het uitvoeren van o.a. prestatie- en schaalbaarheidsanalyses moet de kwaliteit van de algoritmen en architectuur geëvalueerd worden. Hiervoor kan gebruik gemaakt worden van een simulatieomgeving die binnen IBCN ontworpen is, een realistische proefopstelling in ons HomeLab, alsook de Virtual Wall infrastructuur. Locatie: Zuiderpoort 7719: Identificatie van gebeurtenissen en interessante plaatsen uit Web 2.0 data Promotor(en): Bart Dhoedt, Steven Schockaert Begeleider(s): Olivier Van Laere Contactpersoon: Olivier Van Laere Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Web 2.0 systemen zoals Flickr, Wikipedia en Twitter laten ons toe om op een geautomatiseerde manier informatie te bekomen over de wereld. Gebeurtenissen kunnen bijvoorbeeld gedetecteerd worden door te kijken naar statistisch significante afwijkingen in het aantal Twitter-berichten dat op een bepaalde plaats op een bepaald moment werd geschreven. Plaatsen in steden die voor toeristen interessant zijn kunnen worden ontdekt door te kijken waar de foto's die op Flickr staan vooral werden genomen. Om op een zinvolle manier gebruik te kunnen maken van dergelijke informatie, is het noodzakelijk om te achterhalen van welk type die gebeurtenissen of plaatsen zijn. Een systeem dat bijvoorbeeld gebeurtenissen zoals natuurrampen of ongevallen automatisch kan herkennen, zou bijvoorbeeld de basis kunnen vormen van een nieuwssite die op een volledig automatische manier nieuws uit het web destilleert. Op dezelfde manier kan een systeem dat kan ontdekken met behulp van Flickr-foto's waar de belangrijkste musea, parken, en
architecturaal interessante gebouwen in een stad liggen de basis vormen van een systeem dat volledig automatisch aanbevelingen kan genereren voor toeristen.
Doelstelling: In een eerdere scriptie werden technieken bestudeerd om interessante plaatsen te vinden op basis van Flickr-foto's. De bedoeling van deze scriptie is om na te gaan hoe het type van die plaatsen kan achterhaald worden, door te kijken naar de tags die aan Flickr-foto's in de buurt van die plaatsen werden toegevoegd. In het bijzonder zullen interessante plaatsen op een automatische manier gekoppeld worden aan Wikipediapagina's. Het doel is telkens om de meest specifieke Wikipedia-pagina te vinden. Stel dat de interessante plaats overeen komt met het Louvre-museum in Parijs, dan wensen we idealiter die plaats te koppelen aan de juiste Wikipedia-pagina. Merk in het bijzonder op dat die Wikipedia-pagina semantische informatie bevat die aangeeft dat het Louvre een museum is en een historisch gebouw. Voor musea die geen Wikipediapagina hebben kan dan de Wikipedia-categorie "museum" teruggegeven worden, of eventueel de Wikipedia-pagina die met de term "museum" overeenkomt. Concreet zal tijdens de scriptie nagegaan worden hoe bestaande algoritmen voor tekstclassificatie kunnen aangepast worden om optimaal van de structuur van Wikipedia gebruik te maken, en hoe er op een (semi-)automatische manier training data kan gegenereerd worden. Afhankelijk van de interesses van de student kan ook gekeken worden naar gebeurtenissen die op basis van Twitter-berichten of Flickr-foto's worden gevonden. Locatie: Zuiderpoort 7687: Implementatie en evaluatie van een HTTP-gebaseerde Android video client Promotor(en): Filip De Turck Begeleider(s): Philip Leroux, Klaas Roobroeck Contactpersoon: Klaas Roobroeck Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Smartphones en andere mobiele toestellen zijn steeds meer in staat om videobeelden weer te geven. Door de toenemende populariteit van online digitale videodiensten zoals Youtube, Hulu, Vimeo maar ook live videostreaming stijgt de nood naar het efficient weergeven van deze videobeelden op mobiele toestellen. Gebruik makend van nieuwe HTTP/TCP gebaseerd technieken voor videostreaming zoals het dynamisch aanpassen van de video kwaliteit op basis van het beschikbaar netwerk, smartphone resolutie, ... zorgen voor een betere QoS en QoE voor de eindgebruiker. Voorbeelden van deze HTTP gebaseerd
videostreaming technieken zijn Microsoft ISS Smooth Streaming, Adobe Flash Dynamic Streaming, Apple HTTP Adaptive Bitrate Streaming, Doelstelling: Het doel van deze scriptie is het ontwerp en evaluatie van een video client op het Android platform gebruik makend van meerdere HTTP/TCP gebaseerde technieken voor videostreaming . Daarnaast zal ook een proxy ontwerp en evaluatie gemaakt worden van de door de proxy gebruikte intelligent videostreaming technieken. Deze scriptie start met een grondige evaluatie van de aan deze scriptie gerelateerde use cases en videostreaming technieken zoals Microsoft ISS Smooth Streaming, Adobe Flash Dynamic Streaming, Apple HTTP Adaptive Bitrate Streaming, Scalable Video Coding,... . Daarna zal, in samenspraak met de begeleiders, bestudeerd worden hoe we een dergelijke video client en proxy zo modulair mogelijk kunnen opbouwen en welke software libraries in aanmerking komen voor implementatie. Na de literatuurstudie wordt gestart met de implementatiefase, welke typisch eerst binnen een emulatieomgeving gebeurt. Daarna wordt dit ook geëvalueerd op meerdere Android toestellen. Locatie: Zuiderpoort 7568: Implementatie van state-of-the-art ICs binnen een SPICE omgeving voor het efficient ontwerpen van complexe PCBs en applicaties Promotor(en): Tom Dhaene, Dries Vande Ginste Begeleider(s): Luca De Camillis Contactpersoon: Dries Vande Ginste Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Het ontwerp van geavanceerde elektronische systemen wordt hedentendage meestal ter harte genomen door verschillende partners die elk focussen op hun eigen specialiteit: ontwerp van ICs (Integrated Circuits – chips), ontwerp van PCBs (Printed Circuit Boards), systeemarchitectuur en –integratie, etc. Typisch is het zo, bijvoorbeeld in de automotive industrie, dat PCB-ontwerpers standaard ICs of applicatie-specifieke ICs (ASICs) inkopen bij hun leveranciers, deze incorporeren op hun PCBs, die dan uiteindelijk zelf worden aangeleverd aan een derde partij die verantwoordelijk is voor de integratie van alle onderdelen en componenten binnen de finale applicatie. Om in een dergelijke designcyclus een gecontroleerd ontwerp toe te laten is het steeds noodzakelijk dat het gedrag van alle componenten goed gekend is, zowel het functionele gedrag als het storende gedrag. Deze zaken zouden in principe kunnen worden beschouwd door de volledige netlijst van, bijvoorbeeld, de IC te analyseren. Echter, deze werkwijze is niet geschikt voor praktische doeleinden omdat (i) de netlijsten veel te groot en te complex zijn; en (ii) omdat de leverancier van de ICs deze netijsten, die intellectueel beschermd zijn, niet ter beschikking wil stellen.
Doelstelling: Deze scriptie heeft als doel om een complex PCB ontwerp te realiseren, gebruik makende van een eigen ontwikkelde strategie die toelaat IC-gedrag te accuraat maar efficient te modelleren, en dit zonder het vrijgeven van intellectuele eigendom. Hierbij kan gestart worden van echte state-of-the-art ICs (analoog of mixed signal), met confidentiele netlijsten. Deze kunnen met reeds beschikbare in-house ontwikkelde software worden omgezet in voor het beoogde doel geschikte metamodellen die zowel het functionele als het storende gedrag van de IC beschrijven. Deze SPICE-compatibele modellen worden vervolgens gebruikt in commerciele PCB ontwerpsoftware (SPICE = Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis). Finaal wordt beoogd een PCB te ontwerpen die een complexe functionaliteit realiseert, rekening houdend met de mogelijke storende effectien van de verschillende componenten, en die kan worden opgemeten met
behulp van de hiertoe beschikbare apparatuur (niet-lineaire vector network analyser, spectrum analyser, probe station, …). Dit onderzoek kan gebeuren in samenwerking met Melexis N.V., een specialist inzake de ontwikkeling van ASICs voor zowel sensor- als actuator producten die gebruikt worden binnen de automotive industrie. Locatie: Technicum, thuis Opmerkingen: simulaties (25%), theorie (25%), ontwerp (25%), metingen (25%) 7186: Inschatten van flexibiliteit en kosten/baten bij variabele connectiecapaciteit in smart grids netwerken Promotor(en): Mario Pickavet, Sofie Verbrugge Begeleider(s): Koen Casier, Jan Van Ooteghem, Mathieu Tahon Contactpersoon: Koen Casier Goedgekeurd Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek voor: Master in de ingenieurswetenschappen: bedrijfskundige systeemtechnieken en operationeel onderzoek, Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal 2 masterproeven: Probleemstelling: Elektriciteitsnetten in de ganse wereld komen steeds meer onder druk te staan. Eén van de belangrijkste redenen hiervoor is de toenemende elektrificatie van de maatschappij. De introductie van nieuwe toestellen, denk maar aan de elektrische wagen, zorgen ervoor dat huishoudens extra elektriciteit zullen verbruiken in de komende jaren. Daartegenover staat dat met de toenemende concenctratie van zonnepannelen ook de overtollige lokale elektriciteitsproductie tijdens bepaalde momenten opnieuw in het elektriciteitsnetwerk geïnjecteerd wordt. Deze evolutie zorgt voor toenemende problemen bij de distributienetbeheerders (DNBs). Hun netten zijn historisch gegroeid en zijn niet gedimensioneerd om deze extra capaciteit te vervoeren. Dit kan ervoor zorgen dat tijdens piekmomenten delen van het netwerk een black-out meemaken. Voor distributienetbeheerders is het onmogelijk om onmiddellijk hun volledig netwerk uit te breiden om al deze extra capaciteit te dragen. Geen enkele DNB kan deze investeringskosten in één maal dragen. Er dringen zich dus manieren op om de investeringen op een verantwoordelijke manier uit te stellen, om zo geleidelijk tot een aangepast netwerk te komen. Eén van deze methodes is gebruik maken van variabele connectiecapaciteit. Volgens Europese richtlijnen moet er tegen 2020 in 80% van de huishoudens een slimme meter geïnstalleerd worden. Naast het automatisch opmeten van het energieverbruik, zal deze ook in staat zijn signalen op te vangen van derde partijen. Op basis van deze signalen kan de gebruiker (in praktijk de home energy box) zijn verbruik gaan plannen en optimaliseren. Via de slimme meter worden door een partij per kwartier capaciteitsbeperkingen doorgestuurd naar het huishouden. Deze beperkingen gelden zowel op de afname als op de injectiecapaciteit van het huishouden. Op basis van deze signalen moet de consument zijn energieverbruik plannen. Op dit moment kunnen huishoudens zelf al wat schuiven met energieverbruik bv. opwarmen van elektrische boiler „s nachts, uitstellen van vaatwa-s of wasmachine. In de toekomstige huishoudens zullen er extra apparaten zijn die flexibiliteit kunnen aanbieden bv. warmtepomp of elektrische wagen. De link tussen eigen productie van energie en consumptie zal dan ook beter op elkaar moeten afgestemd worden. We zullen dit uiteindelijk bekijken op enerzijds huisniveau, en in latere fase van de thesis op wijkniveau.
Doelstelling: Het doel van dit project is om een inschatting te maken van de toekomstige flexibiliteit die huishoudens kunnen aanbieden, en de vergoeding die daartegenover moet komen te staan. We gaan dit onderzoeken met behulp van een discrete event simulator, die impulsen door de DNB zal simuleren. Volgende stappen voorzien we in het verloop van de thesis: - Inschatting van flexibiliteit per huishouden + bereidheid klanten om consumptie uit te stellen - Modelleren van variabele stroomafname en injectie curves voor de DNB -Bouwen van discrete event simulator om fluctuaties in variabele stroomafname en injectiecurve te simuleren - Opstellen van een kosten/baten model voor de klant en DNB - Inschatten van de reacties van klanten obv kosten/baten om gebruik te maken van deze flexibiliteit (verhouding penalty vs vergoeding), zowel op individueel als wijkniveau -Evaluatie van economische haalbaarheid van variabele aansluitcapaciteit Locatie: Zuiderpoort 7635: Intelligent beheer van taken in de intensieve zorgen Promotor(en): Filip De Turck, Johan Decruyenaere Begeleider(s): Femke Ongenae, Femke De Backere Contactpersoon: Femke Ongenae Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Op kritieke dienste, zoals de dienst Intensieve Zorg (IZ) van het UZ Gent, is het van groot belang om snel en adequaat een medische diagnose te stellen op basis van de patiënt zijn monitoring- en labogegevens. Binnen onze vakgroep is, in samenwerking met de IZ-UZ Gent, een software services architectuur (Intensive Care Service Platform of ICSP) ontworpen om de arts en verpleegkundigen te ondersteunen bij de opvolging van hun patiënten. De services suggereren een medische beslissing, berekenen scores (bv. RIFLE score als indicatie voor nierfalen) of geven de evolutie van de patiënt weer. De resultaten van deze medische services worden als notificaties naar het verzorgend personeel gestuurd bv. RIFLE score van patiënt X is te hoog of medicatie van patiënt Y moet aangepast worden. Als gevolg van deze notificaties zal het verzorgend personeel taken uitvoeren bijvoorbeeld de medicatie aanpassen. Echter door het stijgende tijdsgebrek en het grote aantal notificaties, wordt het moeilijk voor de zorgverstrekkers om al deze taken in te plannen, te prioritiseren of eventueel te delegeren naar een ander personeelslid.
Doelstelling: Het doel van deze thesis is te onderzoeken hoe een efficiënt taak-management systeem kan geïntegreerd worden binnen het ICSP platform. Een systeem zal ontwikkeld worden dat in staat is om notificaties van het ICSP platform automatisch om te zetten naar taken door gebruik te maken van regels. Tevens zullen technieken onderzocht worden om een prioriteit toe te kennen aan deze taken op basis van de context zoals de aard van de taak of het profiel van de patiënt. Daarnaast zal een gebruiksvriendelijke tool ontwikkeld worden die verpleegkundigen en artsen toelaat om hun taken te beheren op een mobiel toestel zoals een smartphone of een PDA. Het medisch personeel is via deze applicatie in staat om hun taken te delegeren, te prioritiseren, te koppelen aan een deadline en te ordenen. De ontwikkelde applicatie zal in de laatste fase van de thesis geëvalueerd worden aan de hand van enkele use cases die in overleg met de begeleiders zullen worden vastgelegd. Locatie: Zuiderpoort 7726: Intelligente fout-detectie en diagnose voor complexe systeme Promotor(en): Filip De Turck, Bart Dhoedt Begeleider(s): Stijn Verstichel, Femke Ongenae Contactpersoon: Stijn Verstichel Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Complexe operationele systemen, zoals bv. treinen, worden logischerwijze opgebouwd uit verschillende deelsystemen. Traditionele fout-detectie en diagnose applicaties voor dergelijke systemen gebruiken dikwijls een hiërarchisch model om conclusies te trekken over de toestand van zo een systeem. Zo zal bv. de conclusie van een diagnosesysteem dat de toestand van de volledige trein kent traditioneel een hogere waarde hebben dan wanneer de conclusie getrokken wordt door een diagnosesysteem dat enkel de toestand van een enkele wagon kent. Een mogelijk technologie voor het modelleren van deze deelsystemen zijn ontologieën. Deze technologie laat toe om een bepaald domein te beschrijven d.m.v. van entiteiten (bv. tafel of poot) en de relaties ertussen (bv. heeft_poot). Aangezien logica kan gebruikt worden om bepaalde situaties en beperkingen te beschrijven in een ontologie (bv. een tafel heeft minstens 3 poten), kan generieke software worden gebruikt om de data in het model af te toetsen aan de opgelegde beschrijving. Dit noemt men redeneren. Door een hiërarchische aanpak wordt een beslissing op een bepaald niveau noodzakelijkerwijs beïnvloedt door de beslissingen op het onderliggende niveau. Dit heeft als gevolg dat conclusies uit onderliggende lagen kunnen geannuleerd worden door een bovenliggende laag. Deze hiërarchie wordt echter statisch op voorhand gedefinieerd. Bovendien kunnen de lager gelegen systemen op die manier zelf slechts een beperkte foutdetectie en –diagnose uitvoeren. Ze hangen hiervoor immers af van de conclusies die op een hoger niveau worden getrokken. Doelstelling: In deze scriptie willen we de traditionele statische aanpak uitbreiden met een dynamische. Dit houdt in dat het moet mogelijk zijn dat elk deelsysteem zelf initiatief neemt om andere deelsystemen te betrekken bij het diagnoseproces. In het voorbeeld van het diagnosesysteem voor de deuren, zou het systeem in een enkele wagon ook zelf initiatief moeten kunnen nemen om extra informatie van andere deelsystemen op te vragen, zodat het zelf dynamisch een compleet beeld kan opbouwen over de status van de trein om zo het uitsturen van valse conclusies te verhinderen. Zo wordt ook vermeden dat foutieve kennis in het diagnoseproces wordt opgenomen. Anders gezegd, komt dit neer op het dynamisch at-runtime definiëren van dergelijke foutdetectie en -diagnose hiërarchieën. Een ander voorbeeld hiervan is dat het diagnosesysteem van een Passagiers Informatie Systeem autonoom en at-runtime beslist welke andere deelsystemen aan boord van de trein te betrekken bij het diagnoseproces, zoals bv. de stroomvoorziening, de airconditioning of een GPS ontvanger. Dit brengt natuurlijk enkele uitdagingen met zich mee, zoals het ontdekken van de aanwezige deelsystemen, de corresponderende kennis over deze deelsystemen, het vermijden van oscillerend gedrag – bv. wanneer twee deelsystemen afzonderlijk redeneren en als conclusie van dit proces en nieuwe redenering opgestart wordt – of het vermijden dat tegenstrijdige beslissingen worden genomen – in deze situatie zal dus een onafhankelijke module in het diagnosesysteem moeten beslissen welke van beide beslissingen de correcte is.
Deze scriptie zal bestaan uit een aantal fasen. In overleg met de begeleiders zal worden gestart met het vastleggen van een systeemarchitectuur en een demonstratie scenario. Daarna zal een emulator ontwikkeld worden waardoor specifieke foutsituaties kunnen worden nagebootst. Vervolgens zullen een aantal algoritmen en modellen worden gedefinieerd om dynamisch de hiërarchie op te stellen en eventuele oscillatie tegen te gaan. Als laatste aspect zal dit alles worden geïmplementeerd in een Proof-of-Concept, waarbij de vastgelegde scenario‟s zullen worden gedemonstreerd en de volledige aanpak zal worden geëvalueerd. Locatie: Zuiderpoort 7649: Intelligente ondersteuning van de thuiszorg door cloud computing Promotor(en): Filip De Turck, Piet Verhoeve (Televic) Begeleider(s): Femke Ongenae, Femke De Backere Contactpersoon: Femke Ongenae Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: De trend van de afgelopen jaren in de thuiszorg is dat men steeds langer zelfstandig wil blijven wonen. Opnames in verpleeg- en verzorgingshuizen worden zolang mogelijk uitgesteld. Om dit te ondersteunen is een goede opvolging van de patiënt echter noodzakelijk. De patiënt wordt daarom omringd door een breed netwerk van hulpverleners gaande van de huisdokter en thuisverpleegkundigen tot familie, buren en poetshulp. Echter de communicatie rond de toestand van de patiënt verloopt echter vaak zeer moeizaam door het groot aantal betrokkenen. In de gezondheidszorg wordt steeds meer richting cloud computing gekeken om de kosten te drukken en makkelijker medische informatie te verzamelen en te coördineren tussen verschillende zorgverleners. Een zeer gekend voorbeeld is het Google Health platform (http://www.google.com/intl/en-US/health/about/). De meeste van deze platformen rekenen echter op de actieve ingave van medische gegevens door de gebruikers, zoals patiënten, dokters en thuisverpleegkundigen. Dit terwijl er al heel wat informatie verzameld wordt via andere services, zeker in de thuiszorg. Zo zou informatie kunnen verzameld worden over de
fysieke en sociale activiteit van patiënten via bv. services die draaien op stappentellers, de Wii of updates op Facebook.
Doelstelling: Het doel van deze thesis is de ontwikkeling van een platform dat toelaat om automatisch getagde data over de toestand van een patiënt te verzamelen uit beschikbare services en deze informatie te interpreteren aan de hand van een model die de verbanden tussen deze tags duidelijk maakt. Het platform kan dan enerzijds een overzicht geven van de toestand van de patiënt aan geïnteresseerde hulpverleners bv. alle data getagged met “fysieke activiteit”. Anderzijds kunnen hulpverleners ingelicht worden als bepaalde situaties zich voordoen bv. een patiënt die niet genoeg beweegt. Daarnaast zullen de mogelijkheden van het ontwikkelde platform gedemonstreerd worden aan de hand van een applicatie die ontwikkeld wordt voor een bepaalde use case. Deze use case zal in overleg met de begeleiders en Televic NV gekozen worden naargelang van het interessegebied van de student. Dit onderwerp biedt de student de mogelijkheid om kennis op te doen rond het modelleren en interpreteren van informatie (rule engines, context modellering en tags) en cloud computing binnen een uitdagende en sociaal relevante use case. Locatie: Zuiderpoort Opmerkingen: Dit eindwerk wordt uitgevoerd in samenwerking met de firma Televic N.V. (www.televic.com), een ontwerper en integrator van digitale elektronica systemen voor audio-, video- en datatoepassingen in conferentiezalen, omroepsystemen, ziekenhuizen en treinen. Het eindwerk kan optioneel voorafgegaan worden door een stage in het bedrijf.
7621: Intelligente verwerking en selectie van informatie in de Intensieve Zorgen Promotor(en): Filip De Turck, Johan Decruyenaere Begeleider(s): Femke De Backere, Femke Ongenae Contactpersoon: Femke De Backere Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Op de kritieke diensten van ziekenhuizen, zoals de ICU (Intensive Care Unit) van het UZ Gent, is het van groot belang om op een snelle en adequate manier beslissingen te nemen op basis van de beschikbare gegevens. Daarom worden medische services ontwikkeld, die de arts hierin ondersteuning bieden. Een probleem ontstaat door de informatisering van diensten in een ziekenhuis. Op de ICU staat een computer naast ieder bed en daarnaast beschikt iedere eenheid over 1 of meerdere computers. Het medisch personeel heeft vaak ook een desktop, DECT telefoon, PDA en/of smartphone. Deze toestellen worden op dit moment niet optimaal gebruikt, waardoor het beslissingsondersteunende proces niet volledig geïntegreerd kan worden in de workflow van de arts en het ander medisch personeel. Hierdoor wordt vooral ingeboet aan efficiëntie. Binnen de ICU wordt de hoeveelheid data en het aantal beschikbare services om een beslissing op te baseren steeds groter, daarnaast bieden er zich ook steeds meer mogelijkheden aan op vlak van informatisering. Het is een uitdaging om te bepalen of een service uitgevoerd en getoond kan worden op elk toestel of dat er nood is aan informatiefiltering en selectie. Het is dus opportuun om een systeem te ontwikkelen, waarbij toestellen optimaal in de workflow van de medische staf gepast worden. Doelstelling: Het doel van deze thesis is het ontwikkelen van een systeem, waarbij medische informatie en diensten op het meest geschikte toestel getoond en uitgevoerd worden. Dit zal gebeuren aan de hand van een model dat alle kennis omtrent de data, diensten en toestellen bevat. Dit systeem houdt rekening met de beschikbare toestellen en de vereisten van de uitgevoerde services. maar ook met de wensen en voorkeuren van de eindgebruikers. Een andere belangrijke focus zal liggen op de manier waarop informatie op de verschillende toestellen weergegeven zal worden en hoe deze het best geselecteerd en gefilterd wordt. Daarnaast kan ook bekeken worden hoe er op basis van een gegeven locatie automatisch overgeschakeld kan worden van het ene toestel naar het andere en hoe hierbij de privacy en security gewaarborgd kan worden. Het ontwikkelde systeem zal in de laatste fase van de thesis geëvalueerd worden aan de hand van enkele use cases, die in overleg met de begeleiders zullen worden vastgelegd. Dit onderwerp bied je de mogelijkheid om kennis op te doen rond de ontwikkeling van systemen, waarbij rekening gehouden wordt met een bepaalde context, de voorkeuren of profielen van gebruikers en informatiefiltering. Locatie: Zuiderpoort
7204: Inverse modellering van complexe systemen Promotor(en): Tom Dhaene, Eric Laermans Begeleider(s): Ivo Couckuyt Contactpersoon: Tom Dhaene Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: In het SUMO-Lab (SUrrogate MOdeling Lab) van de IBCN-onderzoeksgroep wordt er heel wat onderzoek verricht naar adaptieve algoritmes voor het bouwen van surrogaatmodellen van allerlei complexe systemen. Dit onderzoeksgebied bevindt zich in de doorsnede van numerieke benaderingsleer, systeemtheorie, artificiële intelligentie en gedistribueerde systemen. Surrogaatmodellen zijn eenvoudige analytische modellen die gebruikt worden om complexe, tijdrovende simulaties te benaderen en vervangen. Surrogaatmodellen kennen een zeer breed toepassingsgebied, gaande van elektronica, metallurgie, aerodynamica, biologie, economie, enz. In de onderzoeksgroep is de SUMO-Toolbox (Matlab) ontwikkeld. Men kan 2 categorieën van surrogaatmodellering onderscheiden: voorwaartse en achterwaartse modellering. Bij voorwaartse modellering vertrekt men van een stimulus (input) en kan men de respons (output) berekenen, bijvoorbeeld met een (computationeel dure) simulator. Achterwaartse modellering is doorgaans nuttiger voor de ingenieur: hij weet wat hij wil, maar niet hoe hij het kan bekomen. M.a.w. voor een zeker gewenst gedrag (output) van het systeem wil hij alle mogelijke ontwerpen (inputs) bekomen. Dit is vaak niet eenduidig bepaald en slecht geconditioneerd. Zo kan een bedrijf dat auto‟s ontwerpt, geïnteresseerd zijn in een auto die (hoogstens) 100g CO2 per km uitstoot. Inverse modellering kan ons helpen om alle mogelijke ontwerpen (lengte, breedte, vorm, materiaal van de wagen,...) te bekomen. Het is echter mogelijk dat er geen geschikt ontwerp bestaat om deze prestatie te halen. Andersom, als er meerdere oplossingen mogelijk zijn, kunnen extra randvoorwaarden (bv. minimale kost van de auto) in rekening gebracht worden.
Doelstelling: Het inverse probleem kan men op diverse manieren oplossen. Een interesse in numerieke (Pareto)optimalisatietechnieken en analyse is nodig om de verschillende methodes en algoritmen te bestuderen. Tot nu toe werd in de groep voornamelijk gewerkt met voorwaartse modellering, wat geleid heeft tot de de SUMO-Toolbox. Het doel van deze masterproef is het domein van inverse problemen en modellering grondig te bestuderen. Onder andere de voor- en nadelen van de verschillende technieken dienen in kaart te worden gebracht (alsook toepasbaarheid, aannames,...). Bijkomend moet er gekeken worden naar implementatie van één van de technieken (of een hybride ervan) in de de SUMO-Toolbox. (gebruik libraries waar mogelijk). Enkele nuttige links http://en.wikipedia.org/wiki/Inverse_problem
http://www.inverse-problems.com http://sumowiki.intec.ugent.be http://www.sumo.intec.ugent.be/?q=research_surrogatemodel Locatie: Zuiderpoort, thuis Opmerkingen: Kennis van optimalisatietechnieken is niet vereist, interesse voor deze materie wel. Deze scriptie is niet louter een implementeer-scriptie. Enig wiskundig inzicht zal zeker van pas komen. 7730: Komen eten 3.0 Promotor(en): Frank Gielen Begeleider(s): Dieter Blomme, Anna Hristoskova, Jeroen Hoebeke, Pieter De Mil Contactpersoon: Dieter Blomme Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Het grote aanbod aan kookprogramma‟s op TV toont aan dat veel mensen zeer geinteresseerd zijn om te leren koken. Hieronder vallen zowel kookprogramma‟s met echte chefs als kookprogramma‟s waarin hobbykoks het tegen elkaar opnemen. Veel recepten die in deze programma‟s bereid worden zijn publiek beschikbaar op internet. Dit zorgt voor een schat aan informatie. Echte chefs leren welke ingredienten het optimale gerecht vormen en welke smaken samenhoren om zo nieuwe gerechten te creeren. Als we echter de publiek beschikbare informatie combineren, moet het mogelijk zijn voor een geavanceerde semantische analyse engine om nieuwe recepten te creeren op basis van die informatie. Men kan bv. recepten analyseren en ingredienten die dikwijls samen gebruikt worden opnieuw combineren om nieuwe recepten te creeren. Daarnaast kunnen ook gelijkaardige recepten geanalyseer worden om vervangers/gelijkaardige producten te vinden. In het eindresultaat moet het mogelijk zijn dat iemand met een lijst van ingredienten een optimaal recept kan bekomen op basis van die ingredienten en aangegeven wordt welke zaken eventueel nog moeten aangekocht worden. Een mogelijke uitbreiding is rekening houden met seizoensgroenten voor de huidige regio om zo versere ingredienten en een lagere CO2 -uitstoot te bekomen.
Doelstelling: Het doel van deze thesis is het ontwerpen van een systeem dat recepten creeert op basis van een ingredientenlijst. Voor deze thesis moet eerst een state-of-the-art studie uitgevoerd worden. Hierbij zal vooral gefocust worden op onderzoek naar data analyse, gestructureerde opslag van data, inferentietechnieken om op basis van bestaande data, nieuwe feiten af te leiden, recommendation engines, semantiek en context-awareness. Daarnaast moeten een aantal use cases worden opgesteld.
De vergaarde info kan dan worden gebruikt om algoritmes op te stellen waarbij recepten dynamisch kunnen worden verzameld van verschillende bronnen, deze recepten structureel kunnen worden geanalyseerd en waarbij op basis v an deze gestructureerde informatie nieuwe recepten kunnen worden opgesteld. De correcte werking van de algoritmes moet worden aangetoond door een proof of concept implementatie te maken. Locatie: Zuiderpoort, thuis
7193: Kostenefficiente integratie van vaste en draadloze telecomnetwerken Promotor(en): Mario Pickavet, Sofie Verbrugge Begeleider(s): Bart Lannoo, Erik Vanhauwaert Contactpersoon: Bart Lannoo Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Het aanbod van breedbandinternettoegang evolueert voortdurend om aan de vraag van steeds meer bandbreedte te kunnen voldoen voor een groeiend aantal klanten. Hiertoe wordt het telecomnetwerk steeds verder verglaasd, waarbij de glasvezelverbindingen worden doorgetrokken tot aan de straatkasten (Fibre to the Curb, FTTC) of zelfs tot aan de klant (Fibre to the Home, FTTH). Anderzijds zien we ook een sterke toename van het draadloze gebruik in en buiten huis. Gebruikers willen hierbij typisch een minimum aan mobiele connectiviteit en bandbreedte buitenshuis, een naadloze overgang naar een hogere capaciteit aan draadloosnetwerk in huis, en een optimale vaste connectie waar mogelijk. Het spreekt voor zich dat deze drie netwerken (vast, draadloos indoor en outdoor) samen kunnen gepland en geïnstalleerd worden. Dit kan leiden tot belangrijke kostenbesparingen, grotere dekking en/of bandbreedte. Deze aanpak kan ook gebruikt worden om een minimale connectiviteit te voorzien voor moeilijk bereikbare klanten, b.v. door de laatste km in landelijke gebieden draadloos te voorzien. Binnen deze thesis willen we nagaan wat de meest kostenefficiente manier is om vast en/of draadloos breedbandinternet aan te bieden, rekening houdend met de gebruikersprofielen (zowel thuisgebruik als mobiel) van de klanten en GIS-informatie over hun locatie en de mogelijke bestaande aansluitpunten. Hierbij willen we een gezamelijke economisch geoptimaliseerde dimensionering kunnen uitvoeren voor een gegeven regio en gebruikersprofielen.
Doelstelling: Het doel van deze scriptie bestaat erin om een optimale uitrolstrategie te bepalen voor de upgrade van een telecomtoegangsnetwerk waarbij vaste en draadloze oplossingen worden gecombineerd. In grote lijnen kan het werk in volgende onderdelen worden opgesplitst: 1. Opstellen van een generiek dimensioneringsmodel, waarbij:
o bestaande JAVA modellen voor dimensionering van vaste en draadloze netwerken kunnen het optimaal overgangspunt tussen een vaste en draadloze technologie kan worden bepaald met behulp van b.v. heuristieken, rekening houdend met kost, dekking, bereik, bandbreedte, etc. 2. Koppelen van het dimensioneringsmodel aan een kostenmodel voor de verschillende componenten in het netwerk. 3. Samenbrengen van de kosten en inkomsten in een techno-economische toolkit voor vaste en draadloze netwerken en hun integratie. Aan de hand van deze toolkit kunnen gedetailleerde analyses worden uitgevoerd, zoals b.v.: o vergelijking van verschillende mogelijke uitrolscenarios voor diverse regios en optimalisatie van het uitrolschema o onderzoek naar de trade offs tussen rollout keuzes en geschatte inkomsten, bv. de kostenbesparingen door de laatste km draadloos te overbruggen, kan de inkomsten beperken. o in rekening brengen van technologische en business-evoluties en managementflexibiliteit in het investeringsplan o uitwerken van de verschillende samenwerkingsverbanden tussen verschillende actoren in het veld van vaste en draadloze netwerken, netwerkapparatuur, etc. Locatie: Zuiderpoort Opmerkingen: Mogelijkheid om dit onderwerp te combineren met een stage bij de Nederlandse telecomoperator UNET. In deze stage kan er inzicht worden verkregen in de technische aspecten van de verschillende oplossingen die in de thesis aan bod kunnen komen. 6974: Logistieke optimalisatie van het plakkenpark te ArcelorMittal-Gent Promotor(en): Dirk Aeyels, Mario Pickavet Begeleider(s): Luc Moreau (Arcelor Mittal), Pieter Audenaert, Jonathan Rogge Contactpersoon: Master in de ingenieurswetenschappen: bedrijfskundige systeemtechnieken en operationeel onderzoek, Master in de ingenieurswetenschappen: werktuigkundeelektrotechniek Aantal studenten: 1 Aantal 1 masterproeven: Probleemstelling: ArcelorMittal-Gent (Sidmar) is een staalbedrijf in de Gentse haven dat vlakke staalplaat produceert, ondermeer voor gebruik in de automobielsector. Ongeveer halverwege het productieproces bevindt zich het plakkenpark. Dit is een grote opslagplaats voor half-afgewerkte staalproducten, die we plakken noemen. Het zijn stalen "balken" die worden geproduceerd in de staalfabriek en verder verwerkt in de warmwalserij. In afwachting van verdere verwerking worden de plakken opgeslagen in stapels tot 14 hoog. Op ieder moment liggen er meerdere duizenden plakken in het plakkenpark, en gemiddeld wordt een plak een 10-tal keer verplaatst. Het transport wordt verzorgd door loopkranen en plakkentransportwagens. Om het transport en de opslag zo efficiënt mogelijk te laten verlopen, wordt gebruik gemaakt van optimalisatiemodellen. Die modellen proberen het aantal manipulaties, de uitvoeringstijd en de afgelegde afstand te beperken. Doelstelling: Het doel van dit eindwerk is een nieuw en performant optimalisatiealgoritme te ontwikkelen voor de logistiek van het plakkenpark. Je kan daarbij gebruik maken van ILOG, een C++-bibliotheek gericht op optimalisatie en “constraint programming”. Kies je voor dit eindwerkproject, dan loop je eerst stage ArcelorMittal om vertrouwd te geraken met de omgeving en ervaring op te doen met verschillende gebruikte optimalisatietechnieken. Locatie: Opmerkingen: De begeleiding wordt in eerste instantie verzorgd door mensen van ArcelorMittal.
7720: Mobiele Augmented Reality in de Cloud Promotor(en): Bart Dhoedt, Pieter Simoens Begeleider(s): Tim Verbelen Contactpersoon: Tim Verbelen Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Bij augmented reality wordt een immersieve ervaring gecreëerd door computergegenereerde beelden toe te voegen aan de waargenomen omgeving.. Door deze beelden te projecteren in het gezichtsveld van de gebruiker met een head mounted display, wordt de gebruiker volledig ondergedompeld in deze augmented reality en wordt het verschil tussen de reële en virtuele wereld steeds kleiner. Om een goede ervaring aan te bieden is het uiteraard erg belangrijk dat de gebruiker vrij kan bewegen in deze virtuele/reële wereld. In het ideale geval wordt de head mounted display dus aangesloten op een mobiele toestel (smartphone). De geavanceerde algoritme om objecten in de omgeving te herkennen en te volgen vereisen echter (veel) meer rekenkracht dan er beschikbaar is op mobiele toestellen. Een oplossing kan er in bestaan om deze algoritmes op te splitsen en gedeeltelijk uit te voeren in de cloud. De servers in de cloud bieden immers veel zwaardere rekenkracht aan.
Doelstelling: Het doel van deze scriptie is te onderzoeken hoe het principe van cloud computing kan bijdragen tot het aanbieden van een volstrekt mobiele gebruikerservaring in Augmented Reality. Er zal gestart worden met het onderzoeken hoe bestaande algoritmes voor het volgen en herkennen van objecten kunnen aangepast worden zodat ze op een gedistribueerde manier kunnen uitgevoerd worden. De uitdaging bestaat er in om de gepaste delen in deze algoritmes te identificeren die kunnen uitbesteed worden aan de cloud, rekening houdende met parameters zoals uitvoertijden, de hoeveel datacommunicatie met de cloud server, het energieverbruik op het mobiele toestel… Afhankelijk van de voorkeur van de student kan de klemtoon in deze scriptie gelegd worden op het algoritmische werk, het ontwikkelen van een gedistribueerde omgeving of het uitbouwen van een echte demo-opstelling. Locatie: Zuiderpoort
7161: Multimodale routeplanning met externe randvoorwaarden Promotor(en): Mario Pickavet, Pieter Audenaert Begeleider(s): Sofie Demeyer, Pieter Audenaert Contactpersoon: Sofie Demeyer Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Om niet dagelijks in de file te staan, kan publiek transport een goed alternatief bieden. Treinen rijden (normaalgezien) op vaste tijdstippen en hebben een vaste reisduur. Jammergenoeg geven multimodale (d.i. gebruik makend van meerdere vervoerswijzen) routeplanners deze alternatieven niet altijd correct weer. Dit is meestal te wijten aan „incorrecte‟ data van andere (private) vervoerswijzen. Voor het bepalen van de reistijd met de wagen worden vaak (onder)schattingen gemaakt voor gebieden waarvan men over weinig metingen beschikt. Deze onderschattingen zorgen ervoor dat men de wagen boven de trein zal verkiezen, wat in realiteit niet altijd zo voordelig is. Bovendien kan het de bedoeling zijn om de keuze voor bepaalde transportmodi extra te stimuleren om het fileprobleem te verlichten of milieuvriendelijke oplossingen te kiezen. In deze scriptie wordt een algoritme (ahv. lineaire programmering of grafentheorie) ontwikkeld dat op zoek gaat naar de kortste (snelste) route in een multimodaal transportnetwerk, waarbij de extra beperking wordt opgelegd dat men zeker gebruik moet maken van een welbepaalde transportmodus.
Doelstelling: Het doel van deze scriptie is het ontwikkelen van een algoritme dat het gestelde probleem oplost, namelijk het vinden van de snelste route waarin een welbepaalde vervoerswijze (in dit geval de trein) zeker aanwezig is. Treinverkeer heeft het nadeel dat de bereikbaarheid beperkt is tot de stations, waardoor we te maken hebben met een multimodale routering. Meestal zal het begin en het eind van de route in een andere transportmodus plaatsvinden. Deze scriptie kan zowel met lineaire programmering als met grafenalgoritmes opgelost worden. De student kan zelf zijn aanpak kiezen. Eerst zullen een aantal bekende modellen en algoritmes bestudeerd worden om dan vervolgens een eigen model of algoritme te ontwikkelen. Het is de bedoeling dat het ontwikkelde model of algoritme geïmplementeerd wordt en vervolgens op een zinvolle manier getest. Locatie: Zuiderpoort, thuis
7290: Ontwerp en evaluatie van een HTTP-gebaseerde videostreamingdienst Promotor(en): Filip De Turck, Tim Wauters Begeleider(s): Klaas Roobroeck Contactpersoon: Tim Wauters Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Door de stijgende populariteit van live en on-demand diensten voor digitale televisie over het Internet, komen transportmechanismen die bedoeld zijn voor de verspreiding van statische Webcontent ook voor videodiensten in beeld. Protocols zoals HTTP/TCP zijn traditioneel minder geschikt voor videostreaming (b.v. in vergelijking met RTP/UDP), maar nieuwe HTTP-gebaseerde adaptieve streamingoplossingen proberen de voordelen van HTTP (geen firewall problemen, hergebruik van HTTP proxies, enz.) te combineren met intelligente mechanismen voor dynamische aanpassingen van de videokwaliteit aan de netwerkomstandigheden. Voorbeelden van dergelijke oplossingen zijn Apple HTTP Live Streaming en Microsoft Smooth Streaming, waarbij de intelligentie vervat zit in de client software. Momenteel optimaliseren deze oplossingen de videokwaliteit per individuele eindgebruiker, waardoor de netwerkbelasting door de geaggregeerde trafiek vaak niet optimaal is.
Doelstelling: Binnen deze scriptie zal gefocust worden op het ontwerp en de evaluatie van HTTP-gebaseerde videostreamingdiensten. Hierbij is het in eerste instantie de bedoeling om een studie te maken van veelbelovende combinaties van bestaande HTTP-gebaseerde adaptieve streamingoplossingen met andere bestaande technologieën en een onderbouwde keuze te maken die verder uitgewerkt zal worden. Een eerste kandidaattechnologie is Scalable Video Coding (SVC), waarbij het mogelijk wordt om de videokwaliteit aan te passen door lagen in de videostroom te laten vallen. Dergelijke functionaliteit kan door intelligente componenten in het netwerk uitgevoerd worden. Ook het transparant onderscheppen en aanpassen van aanvragen van de clients door netwerkelementen kan leiden tot een meer optimaal gebruik van de netwerkcapaciteit en van de dynamische aanpassingen van de videokwaliteit. Tenslotte bestaan er ook bufferingstrategieën voor netwerkelementen die kunnen leiden tot een meer flexibele scheduling van de verschillende videosessies.
Zowel simulatie- als emulatieplatformen kunnen voor deze experimentele evaluatie in aanmerking komen, zoals NS-2 en de Virtual Wall, respectievelijk. Locatie: Zuiderpoort, thuis 7163: Ontwerp en evaluatie van volgende generatie toegangsnetwerken voor de ondersteuning van nieuwe businessmodellen en –services Promotor(en): Mario Pickavet, Didier Colle Begeleider(s): Bart Lannoo, Abhishek Dixit Contactpersoon: Bart Lannoo Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Telecomoperatoren zijn op zoek om de capaciteit van hun toegangsnetwerk verder uit te breiden zodat ze de stijgende vraag naar bandbreedte kunnen volgen. In dit opzicht worden meer en meer voor fibre-to-thehome (FTTH) netwerken uitgerold, waarbij een glasvezelconnectie tot bij de klant wordt doorgetrokken. De uitrol van FTTH is een dure aangelegenheid, en daarom worden er nieuwe businessmodellen voorgesteld waarbij een FTTH-netwerk kan gedeeld worden door meerdere serviceproviders (i.e. open access). Als er meerdere operatoren hetzelfde toegangsnetwerk gebruiken, komen er ook strengere eisen op de herstellingseigenschappen (resilience) van het netwerk te liggen. De nood aan open access en betere resiliencemechanismen zal het ontwerp van een FTTH-netwerk grondig beïnvloeden FTTH is geen synoniem voor 1 enkele technologie, maar er bestaan heel wat verschillende oplossingen, elk met hun voor- en nadelen. Vandaag worden geavanceerde FTTH-technologieën voorgesteld die zowel het golflengte- als tijdsdomein van de glasvezel gebruiken om de capaciteit verder op te drijven. In deze netwerken wordt dezelfde glasvezel gedeeld door meerdere klanten en serviceproviders. Om open access en resilience te ondersteunen en de capaciteit van het netwerk optimaal te benutten, is er nood aan nieuwe netwerkarchitecturen en MAC-protocollen. Belangrijke ontwerpparameters hierbij zijn het type applicatie (b.v. hoge vs. lage bandbreedte, real-time vs. non real-time, unicast vs. broadcast of multicast) en de prioriteit van de gebruiker). Een uitgebreide evaluatie van nieuwe netwerkarchitecturen en MAC-protocollen voor FTTH-netwerken is van groot belang om goed inzicht te krijgen in hun werking en toepassingsdomeinen.
Doelstelling: Het doel van deze scriptie is het evalueren van netwerkarchitecturen en dynamische resource (golflengte en tijd) allocatieprotocollen voor volgende generatie FTTH-technologieën. Binnen de IBCN-onderzoeksgroep werd al heel wat werk verricht op dit vlak, maar veel zaken vergen nog een verdere optimalisatie, evaluatie en validatie. Hierbij zal rekening gehouden worden met meerdere services (zoals video, voice, gaming, etc.), verchillende gebruikersprofielen, specifieke netwerkeigenschappen en het open access principe. Deze thesis kan opgesplitst worden in 2 grote delen, waarbij de focus in overleg met de student kan vastgelegd worden: 1. Ontwerp en evaluatie van toekomstige FTTH-netwerkarchitecturen, met focus op resilience en open access. De evaluatie zal hierbij steunen op berekeningen en analytische modellen.
2. Ontwerp en evaluatie van toekomstige MAC-protocollen voor de voorgestelde netwerkarchitecturen. De evaluatie zal hierbij hoofdzakelijk gebeuren aan de hand van simulaties, b.v. in de C++-gebaseerde OPNETomgeving. Locatie: Zuiderpoort, thuis 7653: Ontwerp en implementatie van een dynamisch verpleegoproepsysteem Promotor(en): Filip De Turck, Piet Verhoeve (Televic) Begeleider(s): Femke Ongenae, Wannes Kerckhove, Thomas Dupont Contactpersoon: Femke Ongenae Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: De huidige verpleegoproepsystemen zijn georganiseerd volgens kamers: elke kamer (of bed) heeft een belknopje dat de patiënt kan gebruiken om een verpleegkundige op te roepen. Het managementsysteem zorgt ervoor dat de oproep bij de juiste verpleegkundige van de afdeling terechtkomt. Elke patiënt wordt immers manueel toegewezen aan 1 of meerdere verpleegkundigen door de hoofdverpleegkundige op basis van de condities van de patiënt en de beschikbare verpleegkundigen. Om het verpleegoproepsysteem dynamischer te maken, werd binnen de vakgroep een persoonsgebonden systeem ontwikkeld. Dit systeem laat toe dat elke patiënt over een persoonlijke, mobiele oproepknop beschikt en zich dus vrij doorheen het hospitaal kan bewegen. Tegelijkertijd werd een nieuw managementsysteem ontwikkeld dat zelf de meest geschikte verpleegkundige kan zoeken om een oproep te beantwoorden op basis van de context bv. de risicofactoren van een patiënt of de locatie van de oproep. Het ontwikkelde platform bestaat uit een regelgebaseerd verpleegoproepalgoritme en een conceptueel model dat de contextinformatie modelleert. Momenteel is het persoonsgebonden systeem nog niet volledig dynamisch. De contextinformatie en de regels worden vooraf statisch gedefinieerd zonder rekening te houden met het dynamische karakter van een ziekenhuis en dus met de specifiekere context van een bepaalde ziekenhuisafdeling. Zo kan het gewicht dat bepaalde contextinformatie krijgt, verschillen van afdeling tot afdeling. Het persoonsgebonden systeem moet dus evolueren naar een volledig dynamisch systeem.
Doelstelling: Het doel van deze thesis is om een zelf-lerende component toe te voegen aan het persoonsgebonden systeem. Deze component leert uit de acties die reeds genomen werden in het verleden. Als gevolg past de component de regels en het contextmodel van het verpleegoproepalgoritme aan zodat deze beter aansluiten bij de realiteit en dus de werkprocessen van het medisch personeel. Dit onderwerp bied je de mogelijkheid om kennis op te doen rond het modelleren en ontdekken van kennis (regelgebaseerde systemen, context modellering & trend-analyse) binnen een uitdagende en sociaal relevante use case. De ontwikkelde component zal in de laatste fase van de thesis geëvalueerd worden aan de hand van enkele use cases die in overleg met de begeleiders en Televic NV zullen worden vastgelegd. Locatie: Zuiderpoort Opmerkingen: Dit eindwerk wordt uitgevoerd in samenwerking met de firma Televic N.V. (www.televic.com), een ontwerper en integrator van digitale elektronica systemen voor audio-, video- en datatoepassingen in conferentiezalen, omroepsystemen, ziekenhuizen, treinen, enz. Televic is reeds geruime tijd actief als leverancier van verpleegoproepsystemen en heeft naast 80% van de Belgische markt, ook verschillende Europese referentie-installaties. Het eindwerk kan optioneel voorafgegaan worden door een stage in het bedrijf. 7679: Ontwerp van een autorisatieframework voor het aanleveren van persoonlijke data en diensten aan mobiele applicaties Promotor(en): Filip De Turck, Bart Dhoedt Begeleider(s): Philip Leroux, Klaas Roobroeck Contactpersoon: Philip Leroux Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Door de steeds goedkoper wordende abonnementen voor mobiele datacommunicatie, beginnen mobiele toepassingen steeds vaker gebruik te maken van de vele mogelijkheden die deze koppeling met het internet voorziet. Een voorbeeld hiervan is Facebook , dat via zijn Graph API, data beschikbaar stelt voor zowel andere online diensten als mobiele applicaties. Hierdoor kunnen gebruikers zich via een mobiele applicatie niet enkel identificeren maar, mits toestemming van de gebruiker, kunnen de applicaties ook gaan opvragen wat precies het geslacht is van de gebruiker, wie zijn vrienden zijn, berichten posten op de profielpagina van de gebruiker, enz. Belangrijk hierbij is dat Facebook precies dient te weten wie een bepaalde gebruiker is, of een applicatie ook echt is wie ze beweert te zijn en dat de rechten die de applicatie krijgt effectief ook werden toegekend door de gebruiker. Autorisatie is het proces dat evalueert of aan al deze voorwaarden zijn voldaan en dat regelt dat elk programma de juiste rechten krijgt toegekend. Er bestaan ondertussen reeds verschillende autorisatieprotocols, elke met hun eigen specifiek ondersteunde use cases. Facebook zal bijvoorbeeld gaan gebruik maken van het zeer recent ontwikkelde autorisatieprotocol Oauth 2.0. Doelstelling: De doelstelling van deze scriptie is om een autorisatieframework te ontwikkelen op een mobiel toestel waardoor zowel mobiele als online diensten (zoals bijvoorbeeld profieldata opvragen) kunnen worden opgevraagd door andere mobiele applicaties. Het raamwerk ondersteunt hiervoor zowel de authenticatie van de gebruiker, de authenticatie van mobiele applicaties als de toekenning van bepaalde rechten aan een applicatie.Een belangrijke vereiste hierbij is dat een centrale server wordt ontwikkeld die het autorisatieproces op elk mobiel toestel mee zal aansturen. Hierdoor kunnen alle rechten van applicaties voor een bepaalde gebruiker centraal beheerd worden, waardoor een gebruiker slechts 1 keer aan een mobiele applicatie rechten dient toe te kennen, ook al draait deze zelfde applicatie zowel op zijn mobiel toestel als op zijn tablet PC.
Dit onderwerp zal starten met een grondige analyse van de bestaande standaarden van zowel authenticatie als autorisatie, waarna een eigen autorisatieproces wordt ontworpen. Het uiteindelijk doel is om tot een werkende demonstrator te komen waarbij een mobiele applicatie op een Android GSM, op basis van zijn rechten bepaalde data kan gaan opvragen zonder dat daarbij nog extra input van de gebruiker nodig is. Locatie: Zuiderpoort 7684: Ontwerp van een geavanceerde multi-criteria recommendation engine Promotor(en): Filip De Turck, Tom Tourwe (Sirris) Begeleider(s): Elena Tsiporkova (Sirris), Tim Wauters Contactpersoon: Filip De Turck Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Recommendation engines raden gebruikers automatisch items aan die zij mogelijk interessant vinden, zoals bv. boeken, cd‟s, nieuwsberichten, of vrienden. Huidige recommendation engines, zoals deze van Facebook of Amazon, gebruiken een eenvoudig model dat slechts een enkel criterium beschouwt, zoals bv. het aantal gemeenschappelijke vrienden of het aantal mensen dat twee dezelfde boeken kocht. De realiteit is echter veel complexer: iemand koopt een boek omdat bv. de auteur interessant is, het onderwerp hem aanspreekt, het is aangeraden door vrienden, etc. Recommendation engines die meerdere criteria beschouwen moeten de scores van individuele criteria door aggregatie combineren tot een enkele score. Dit omvat ondermeer het bepalen van de relatieve gewichten van de criteria. Dit is niet triviaal: zou ik een boek kopen waarvan ik de auteur niet interessant vindt maar dat wel wordt aangeraden door de helft van mijn vrienden? Bovendien kan mijn mening evolueren door de tijd, en moeten dus ook de gewichten die aan de criteria worden toegewezen mee evolueren.
Doelstelling: Het doel van de thesis is om multi-criteria recommendation engines te bestuderen, die items aanraden op basis van een combinatie van verschillende criteria, zoals hierboven geïllustreerd. Dit omvat eerst en vooral het inventariseren van bestaande multi-criteria recommendation algoritmen op basis van een literatuurstudie. Daarna dient worden onderzocht hoe een algoritme kan ontwikkeld worden dat relatieve gewichten automatisch bepaalt en die mee laat evolueren in de tijd. Hiervoor kan gekeken worden hoe (impliciete of expliciete) feedback van gebruikers kan gebruikt worden, en komen statistische technieken (zoals regressie analyse) of machine learning technieken (zoals neurale netwerken) in aanmerking. Het ontwikkelde prototype zal vervolgens gevalideerd worden in het specifieke domein van online nieuws-artikels (waar de onderzoeksgroep in het kader van een Europees onderzoeksproject ervaring heeft in opgebouwd). Locatie: Zuiderpoort Opmerkingen: Mogelijkheid tot stage bij Sirris. Een goede inleiding tot multi-criteria recommendation engines vind je hier: http://www.inf.unibz.it/~ricci/SDB/papers/04216980.pdf 7663: Ontwikkeling van cloudgebaseerde verpleegoproepsystemen Promotor(en): Filip De Turck Begeleider(s): Hendrik Moens, Femke Ongenae Contactpersoon: Hendrik Moens Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Verpleegoproepsystemen worden in ziekenhuizen gebruikt door patiënten om verplegers en artsen op te roepen als problemen optreden. Ze bestaan uit verschillende terminals op de kamers waarmee oproepen gemaakt kunnen worden en beheerstations, servers waar de oproepen bewaard en geordend worden volgens hun prioriteit. Een beheerstation stuurt daarna de informatie door naar de meest geschikte verpleegkundige of arts. Tegenwoordig bestaan ziekenhuizen steeds vaker uit verschillende sites. Verschillende afdelingen van ziekenhuizen hebben vaak eigen policies die bepalen hoe het verplegend personeel gekozen moet worden dat opgeroepen wordt, op welke manier informatie weergegeven wordt en welke types calls mogelijk zijn. Voor oproepsystemen moet echter steeds infrastructuur aanwezig zijn op de verschillende sites, wat het beheer ervan complex maakt. Daarnaast worden steeds meer functies aan deze oproepsystemen
toegevoegd, zoals bijvoorbeeld dwaaldetectie. Deze diensten hebben echter infrastructuur nodig die niet voorhanden is in kleinere instellingen en te duur is om aan te kopen. Deze problemen kunnen opgelost worden door de beheerstations te vervangen door cloud-infrastructuur. De machines en hun software worden dan vervangen door applicaties die in een datacenter uitgevoerd worden en die door meerdere afdelingen gebruikt kunnen worden.
Doelstelling: Binnen deze scriptie wordt een ontwerp voor een cloudplatform voor verpleegoproepsystemen uitgewerkt. Hier komt echter meer bij kijken dan enkel het vanop afstand aanbieden van reeds bestaande oplossingen. Aangezien meerdere afdelingen nu gebruik zullen maken van een gezamenlijke infrastructuur zal het platform een verregaande graad van customisatie mogelijk moeten maken en als de infrastructuur niet meer lokaal aanwezig is brengt dit nieuwe risico's met zich mee inzake security en robuustheid, die bij het ontwerp van het platform beschouwd zullen moeten worden. Het is de bedoeling om een architectuur te ontwerpen voor dit platform en een proof of concept te ontwikkelen op basis van een use-case die in samenspraak met de begeleiders gekozen zal worden. Locatie: Zuiderpoort Opmerkingen: Dit eindwerk wordt uitgevoerd in samenwerking met de firma Televic N.V. (www.televic.com), een ontwerper en integrator van digitale elektronica systemen voor audio-, video- en datatoepassingen in conferentiezalen, omroepsystemen, ziekenhuizen en treinen. Het eindwerk kan optioneel voorafgegaan worden door een stage in het bedrijf. 7727: Ontwikkeling van grootschalige Web 3.0 applicaties gebaseerd op ontologieën Promotor(en): Filip De Turck, Bart Dhoedt Begeleider(s): Stijn Verstichel, Femke Ongenae Contactpersoon: Stijn Verstichel Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Het Semantisch Web, ook wel Web 3.0 genoemd, wordt beschouwd als de volgende fase van het internet waarbij alle informatie/data op het web voorzien is van metadata die de betekenis van deze data beschrijft. Op deze manier kan alle data op het web intelligent automatisch verwerkt en gecombineerd worden met elkaar. Dit betekent een grote stap vooruit voor tal van applicaties op het web. Zo zouden de verschillende eShops zoals Ebay en Amazon hun productcategorieën kunnen voorzien van metadata die bijhoudt hoe sterk producten gerelateerd zijn met elkaar, hoe populair ze zijn enz. Op basis hiervan kunnen intelligente aanbevelingsalgoritmes geschreven worden die gericht producten voorstellen aan klanten met een bepaald profiel. Andere voorbeelden zijn intelligentere zoekmachines, meer gerichte reclame, personalisatie van websites enz. Het beschrijven van dergelijke data gebeurt aan de hand van ontologieën. Een ontologie
beschrijft de entiteiten binnen een bepaald domein (bv. Man, Vrouw, Auto), de relaties (bv. heeft_broer) en de eigenschappen (bv. Naam). Het mag duidelijk zijn dat voor dergelijke Web 3.0 toepassingen deze ontologieën vaak enorm groot zijn. De grootschaligheid van deze modellen leidt tot tal van problemen op vlak van prestatie en schaalbaarheid van de intelligente applicaties die werken met deze ontologieën. In de context van een Europees Project, LarKC (http://www.larkc.eu/), werd een platform ontworpen als ondersteuning voor het ontwikkelen van applicaties die gebruik makend van dergelijke grote en complexe ontologieën. Dit platform moet een oplossing bieden voor de prestatie- en schaalbaarheidsproblemen door gedistribueerd te redeneren over deze grote modellen.
Doelstelling: Het doel van deze thesis is om aan de hand van het LarKC platform, dat een plug-in gebaseerde architectuur heeft gebaseerd op o.a. het Hadoop raamwerk, een Semantisch Web applicatie te ontwikkelen. We denken hier bv. aan een op DBPedia en Linked Data gebaseerde encyclopedie applicatie, die de gebruiker, naast informatie over specifieke zoekopdrachten, ook gerelateerde informatie suggereert. Deze informatie zal ook geïntegreerd worden met andere gegevensbronnen op het internet, aangezien meer en meer semantisch geannoteerde data beschikbaar wordt gesteld. Het grootschalige aspect van de onderliggende ontologie(en), de beslissingsalgoritmen voor inhoudselectie en de personalisatie van de weergave zullen een belangrijke rol spelen. Immers, door gebruik te maken van het LarKC platform, zullen algoritmen nodig zijn om informatie te vinden, te transformeren, te selecteren, te beredeneren en uiteindelijk te beslissen welke informatie teruggegeven wordt aan de gebruiker. Uiteraard zal eerst gekeken worden in welke mate de bestaande implementaties kunnen gebruikt worden, en of ze eventueel uitbreiding nodig hebben. Voorbeelden van bestaande plug-ins kunnen gevonden worden op de LarKC marketplace: http://www.larkc.eu/plug-in-marketplace/ Eens de functionaliteit van de uiteindelijke applicatie vastgelegd is, zal gestart worden met de ontwikkeling van het raamwerk. Tevens zal ook een gebruikersapplicatie worden uitgewerkt, die de samenwerking tussen de verschillende modules demonstreert. De prestaties en correctheid van deze applicatie, gebruik makend van de verschillende modules en het LarKC platform, zal vergeleken worden met deze van een monolithische versie waarin alle kennis in 1 module wordt verwerkt. Locatie: Zuiderpoort
7723: Ontwikkeling van intelligente datatransfers voor trein-operatoren Promotor(en): Filip De Turck Begeleider(s): Bruno Volckaert Contactpersoon: Bruno Volckaert Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Door een verdere informatisering van treinsystemen, moet er steeds meer data uitgewisseld worden tussen de zogenaamde „wayside‟ (station, depots, etc.) en de verschillende trein-wagons. Deze data gaat van (realtime) monitoring en controle-data, al dan niet kritieke applicatie-updates, over het aanbieden van internet-toegang voor de reizigers, tot multimedia (voor het kunnen aanbieden van entertainment op de treinen). Vanzelfsprekend heeft de uitwisseling van bepaalde (kritieke) data hierbij een hogere prioriteit dan andere. Enkele jaren geleden werden grote data-updates vooral op een ambachtelijke wijze aangepakt: een technieker moest, bij het in het depot staan van een trein, manueel een harde schijf vervangen door een model met daarop de nieuwe data. Tegenwoordig wensen we echter gebruik te maken van de vooruitgang op het vlak van draadloze communicatie: de treinvloot moet van nieuwe data voorzien kunnen worden tijdens het rijden. Hier schuilt nu wel de moeilijkheid: de connectiemogelijkheden van de treinvloot kunnen continue veranderen (gaande van grote bandbreedtemogelijkheden in depots en stations, over WiFi, 3G, radio en satteliet terwijl de trein aan het rijden is), en er moet dan ook op een intelligente manier beslist worden welke data op welk moment doorgestuurd kan worden, rekening houdend met de verschillende data-prioriteiten en netwerkmogelijkheden.
Doelstelling: Bedoeling van deze thesis is om een geavanceerd datascheduling-systeem te ontwikkelen dat rekening houdt met de specifieke eisen die de hierboven beschreven trein-operatoromgeving met zich meebrengt. Vooreerst zal de student de (gedistribueerde) architectuur van zo‟n systeem moeten bedenken: hoe zal de interactie verlopen met de verschillende data-repositories en proxies, welke informatie moet uitgewisseld worden met de bestaande management componenten, met de treinvloot, etc. Na het design van de gedistribueerde architectuur moeten geschikte scheduling algoritmes ontwikkeld worden die rekening houden met onder andere de statische vlootinformatie (welke treinen beschikken over welke applicaties en aan welke data-communicatie hebben deze applicaties nood), de dynamische vlootinformatie (waar bevinden de treinen zich en welke communicatiemiddelen hebben we momenteel – en in de nabije toekomst - ter beschikking) en de beschikbare data-updates.
Eénmaal dit gebeurd is, zal de student een Proof-of-Concept implementatie van het ontwikkelde schedulingsysteem uitvoeren, en dit evaluëren door middel van simulaties (met als simulatie-parameters de statische vlootinformatie, de continu wijzigende communicatiemogelijkheden van de vloot, aankomst van dataupdates, etc.). Locatie: Zuiderpoort
7861: Ontwikkeling van stabiele kenmerkselectietechnieken voor kankeronderzoek Promotor(en): Begeleider(s): Contactpersoon:
Aantal studenten: Aantal masterproeven:
Tom Dhaene, Yvan Saeys Huu Minh Nguyen Huu Minh Nguyen Master in de ingenieurswetenschappen: biomedische ingenieurstechnieken, Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek 1 1
Probleemstelling: In vele biomedische problemen worden onderzoekers geconfronteerd met toepassingen die gekenmerkt worden door een zeer groot aantal variabelen. Een typisch voorbeeld hiervan is het bepalen van welke genen verantwoordelijk zijn voor een bepaald type kanker. Men gaat hierbij de activatiegraad (zie figuur) meten van een groot aantal (enkele duizenden) genen bij een aantal gezonde en zieke patiënten. Deze meetresultaten worden dan vervolgens door automatische leeralgoritmen (machine-leren technieken) gebruikt om een model op te stellen dat achteraf kan gebruikt worden om op automatische wijze een diagnose te bepalen en zo de arts te assisteren. Echter, in de meeste gevallen draagt het merendeel van deze genen (variabelen) niet bij tot het stellen van een correcte diagnose en moeten kenmerkselectietechnieken (Eng.: Feature selection techniques) worden toegepast om de meest informatieve variabelen te identificeren. Daarbij is niet alleen de accuraatheid van de daaruit volgende diagnose belangrijk maar ook de betrouwbaarheid waarmee deze identificatie wordt gedaan. Kleine veranderingen in de meetdata zouden niet mogen leiden tot het selecteren van totale verschillende variabelen. In de figuur wordt de activatiegraad van genen van een lymfoomtestweefsel gemeten met een micro array weergegeven. Genen met een hoge activatiegraad zijn rood gekleurd, genen met een lage activatie graad groen. Bron: http://en.wikipedia.org/wiki/Lymphoma
Doelstelling: In dit onderzoek willen we nagaan hoe stabiel de verschillende kenmerkselectietechnieken zijn, en welke impact dit heeft op de kennis die kan afgeleid worden uit het model. Stabiele kenmerkselectietechnieken worden gedefinieerd als technieken die weinig variatie in hun output hebben wanneer slechts kleine veranderingen aan de dataset gebeuren. Stabiele technieken leiden tot robuustere verzamelingen van relevante variabelen, en verhogen de kans dat biologisch relevante karakteristieken aan het licht gebracht worden. Naast een onderzoek naar de verschillende stabiliteitsmaten voor kenmerkselectietechnieken zal de student ook de kans krijgen verschillende technieken te onderzoeken die de stabiliteit van kenmerkselectietechnieken trachten te verhogen, en dient er nagegaan te worden welk effect dit heeft op de classificatieperformantie van het model. Dit onderzoek zal worden uitgevoerd in samenwerking met het Vlaams Instituut voor Biotechnologie (VIB). Meer informatie op: http://www.psb.ugent.be/~yvsae/thesis/ http://www.vib.be/ Referenties Robust biomarker identification for cancer diagnosis with ensemble feature selection methods; Thomas Abeel, Thibault Helleputte, Yves Van de Peer, Pierre Dupont and Yvan Saeys; Bioinformatics (2010) 26(3) Robust Feature Selection Using Ensemble Feature Selection Techniques; Yvan Saeys, Thomas Abeel Locatie: Ardoyen, Zuiderpoort, thuis
7731: Optimale sociale interactie: anytime, anywhere, on any device Promotor(en): Frank Gielen Begeleider(s): Heïko Desruelle Contactpersoon: Heïko Desruelle Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: De opkomst van online sociale netwerken heeft een belangrijke invloed gehad op de manier waarop mensen met elkaar communiceren en samenwerken. De impact van het sociale web neemt verder toe naarmate we bij het uitvoeren van onze dagdagelijkse handelingen meer en meer omringd worden door allerhande web-geconnecteerde toestellen. Naast traditionele desktop en laptop computers vinden nu ook smartphones, tablets en webTV‟s hun weg naar de consument. Het web laat op deze manier toe om de sociale activiteiten van miljoenen gebruikers te verbinden, ongeacht hun locatie en ongeacht het type toestel dat ze hiervoor gebruiken. In de praktijk is dit “altijd en overal” principe echter niet zo vanzelfsprekend. Het ontwikkelen van platformonafhankelijke applicaties gaat meestal gepaard met enorme kosten, omdat ontwikkelaars moeten rekening houden met een verscheidenheid aan hardware specificaties, toestel API‟s, etc. Daarnaast verwachten gebruikers ook dat applicaties inspelen op de situatie waarin ze zich bevinden. Zo dienen toepassingen optimaal om te gaan met locatie gegevens, voorkeursinstellingen, patronen in het gebruik van een toestel, etc.
Doelstelling: Het doel van deze thesis is het ontwerpen van een systeem dat toelaat om optimaal sociale interactie op te zetten tussen gebruikers, ongeacht het gebruikte toestel. Hierbij is het belangrijk dat snel connecties tussen toestellen en personen kunnen gemaakt worden en dat de interactiemethodes platformonafhankelijk kunnen worden opgesteld. In de eerste fase zal een state-of-the-art studie uitgevoerd worden. Er zullen onder meer standaarden onderzocht worden voor de toestelonafhankelijke authoring van content en gebruikersinterfaces, alsook voor het vastleggen van gedetailleerde contextuele beschrijvingen. In een volgende stap zullen een aantal use cases uitgewerkt worden waarbij applicaties expliciet aangewend worden over diverse types web-geconnecteerde toestellen. Vervolgens zullen een goed onderbouwde architectuur en de nodige transformatie algoritmes uitgewerkt worden. Tot slot zullen de ontwikkelde principes worden geëvalueerd aan de hand van een proof-of-concept implementatie. Locatie: Zuiderpoort, thuis
7895: Optimalisatie van een glasvezelnetwerkuitrol rekening houdend met kosten en inkomstschattingen Promotor(en): Begeleider(s): Contactpersoon: : Aantal studenten: Aantal masterproeven: AJ:
Mario Pickavet, Sofie Verbrugge Koen Casier Koen Casier Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek 1 of 2 2 2011-2012
Probleemstelling: Binnen de “current and future local access network design” bij Belgacom, wordt onderzocht hoe een glasvezelnetwerk kan gepland en geïnstalleerd worden om verschillende eindpunten zoals huizen (fiber to the home), appartementen (fiber to the building) of antenne-sites te koppelen aan een centraal telecomgebouw. Belgacom koppelt ondertussen ook fiber aan de straatkasten om de klanten van VDSL te voorzien. Een heel belangrijke vraag in deze planning is dan ook: hoe kan op een schaalbare manier een planning gemaakt worden voor een gebied waarbij geoptimaliseerd wordt naar waarde vs. kost. Punten met hoog verwachte waarde zullen hierbij voorgenomen worden op andere, en punten die verder meer installatie vereisen kunnen hierbij achterwege gelaten worden. Schaalbaarheid en uitvoeringstijd zijn hierbij natuurlijk ook belangrijke parameters.
Doelstelling: Het doel van dit afstudeerwerk bestaat erin een techno-economische studie (bestaande uit planning, modelering en evaluatie) te maken voor de uitrol van een concreet volgende-generatie telecom-netwerk. Na de keuze van het concrete netwerk dat bestudeerd zal worden, zal de student een netwerkmodel en bijhorende algoritmen ontwerpen voor de dimensionering van het netwerk. - Er zal bijzonder aandacht gegeven worden aan de planning van het netwerk voor een lange termijn toekomst, waarbij ook de migratie tussen verschillende generaties netwerkarchitecturen- en technologieën aan bod zal komen. - Zowel de investeringskosten van het netwerk (CapEx) als de operationele kosten (OpEx) zullen gedetailleerd uitgewerkt moeten worden. Hiervoor kan bv. een dimensionerings- en kostenmodel opgesteld worden dat rekening houdt met reële uitrolgebieden d.m.v. geografische informatie. - Tijdens de evaluatie zullen uiteindelijk verschillende alternatieven qua architectuur en technologie naast elkaar gezet worden. Locatie: Zuiderpoort, thuis Website: Meer informatie op: http://www.ibcn.intec.ugent.be/?q=MasterAJ20112012 Opmerkingen: Mogelijkheid tot stage bij Belgacom
7149: Opzetten sensornetwerk Promotor(en): Begeleider(s): Contactpersoon: Goedgekeurd voor:
van een interactieve tentoonstelling gebruik makend van een draadloos
Ingrid Moerman, Piet Demeester Eli De Poorter, Jen Rossey, Jeroen Hoebeke Eli De Poorter Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Draadloze sensornetwerken zijn momenteel een „hot topic‟ binnen de industriële wereld. Een sensornetwerk bestaat uit een groot aantal goedkope meettoestellen ('sensorknopen') die informatie uit hun omgeving (zoals temperatuur of vochtigheid) kunnen opmeten. Opgemeten informatie wordt draadloos uitgewisseld tussen de verschillende sensorknopen. Sensornetwerken worden bijvoorbeeld gebruikt voor het monitoren van natuurgebieden (bijvoorbeeld voor detectie van bosbranden). Omdat sensornetwerken eenvoudig te plaatsen zijn (en bovendien erg goedkoop zijn), voorziet men in de toekomst nieuwe, meer dynamische toepassingsmogelijkheden voor deze netwerken. Zo kunnen sensornetwerken gebruikt worden voor het opzetten van (tijdelijke) interactieve tentoonstellingen, voor gezondheidszorg (e.g. draadloze detectie van epileptische aanvallen) of voor domotica (waarbij toestellen voor beveiliging, verwarming of verlichting draadloos worden aangestuurd).
Doelstelling: Om dergelijke dynamische toepassingen mogelijk te maken is het noodzakelijk dat het netwerk automatisch de nodige netwerkoplossingen kan aanbieden. Bijvoorbeeld: indien een sensornetwerk een brandalarm beheert moet in het netwerk QoS ondersteund worden. Voor het lokaliseren van personen is er nood aan een positioneringservice. Andere voorbeelden van netwerkservice zijn synchronisatie, security, internettoegang of mobiliteitsondersteuning. Het doel van deze thesis is om een framework te ontwikkelen dat in staat is om sensornetwerken automatisch te configureren met de correcte netwerkservices. Daartoe moet het netwerk dynamisch netwerkservices toevoegen, configureren of verwijderen, afhankelijk van de vereisten van de interactieve toepassing. Er wordt onderzocht hoe netwerkservices op een uniforme wijze beschreven kunnen worden, welke services het meest geschikt zijn voor een specifieke applicatie en tot slot worden de netwerkservices automatisch geïnstalleerd in het netwerk. De validatie van deze architectuur bestaat uit het opzetten van een interactieve tentoonstellingapplicatie op het grootschalig sensortestbed van IBCN (met meer dan 200 sensorknopen). Locatie: Zuiderpoort
7154: Performantievergelijking tussen draadloos sensornetwerktestbed en simulator Promotor(en): Ingrid Moerman, Piet Demeester Begeleider(s): Jono Vanhie-Van Gerwen, Evy Troubleyn Contactpersoon: Jono Vanhie-Van Gerwen Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Draadloze sensornetwerken bestaan doorgaans uit een groot aantal kleine sensoren met beperkte rekenkracht en batterijcapaciteit. De toepassingsgebieden voor deze netwerken blijven toenemen, van natuurbeheer tot building automation en hulpverlening. Tegenwoordig is de infrastructuur en software aanwezig om op een relatief eenvoudige manier realistische experimenten uit te voeren op een testbed om de werking en performantie van een draadloze sensortoepassing te analyseren. Deze resultaten zijn waardevoller dan een enkele simulatie van de toepassing, maar vereisen veel meer tijd van de onderzoeker en de infrastructuur, enerzijds om zich vertrouwd te maken met de experimentele omgeving en anderzijds om de opgemeten data van een experiment te analyseren. Het is deze afweging tussen efficiëntie en realisme die de onderzoeker voor een moeilijke keuze stelt en huidige hulpmiddelen bieden hiervoor geen oplossing.
Doelstelling: In deze thesis wordt de werking en performantie van één of meerdere netwerkprotocollen vergeleken tussen een experiment op een realistisch testbed en een implementatie van dezelfde software in een simulator. De thesis begint met een literatuurstudie, waarin de huidige simulatoren en koppelingen met testbedden onderzocht worden. Daarop volgend zal de student één of meerdere netwerkprotocollen evalueren in een simulator en op het draadloze sensornetwerk van de Zuiderpoort. Dit testbed bestaat uit 200 sensorknopen die eenvoudig geprogrammeerd en opgevolgd kunnen worden. Hierbij zal eveneens gebruik gemaakt worden van het door IBCN ontwikkelde flexibele en modulaire software framework IDRA (InformationDRiven architecture - meer info, zie: http://idraproject.net/) voor het uitvoeren van identieke code op de simulator en het testbed. Tot slot wordt de performantie vergeleken tussen de simulatie en het testbed, waarbij we streven naar een terugkoppeling tussen de experimentele resultaten en de simulatie (door bv. de simulatiemodellen uit te
breiden naar meer realistische modellen, om door meer realistische gebruikersscenario‟s te voorzien in de simulator). Locatie: Zuiderpoort Opmerkingen: Mogelijkheid tot stage bij OneAccess. 7665: Plaatsing van diensten in grootschalige cloud computing omgevingen Promotor(en): Filip De Turck Begeleider(s): Hendrik Moens Contactpersoon: Hendrik Moens Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: De laatste jaren is de interesse voor cloud computing sterk toegenomen. Bij cloud computing wordt infrastructuur op aanvraag beschikbaar gemaakt. De infrastructuur is meestal virtueel, zodat meerdere virtuele machines (VMs) op één fysieke machine uitgevoerd wordt. Binnen één VM worden vaak meerdere applicaties of diensten uitgevoerd. Dit alles maakt het mogelijk om applicaties snel te schalen naarmate er meer of minder gebruikers zijn. Een ander voordeel is dat enkel het effectieve gebruik betaald moet worden, wat tot grote kostenbesparingen kan leiden. Door het recente succes van cloudtoepassingen worden de datacenters steeds groter, wat er toe leidt dat gecentraliseerd beheer niet langer mogelijk is. Sterk gedistribueerde oplossingen hebben daarentegen het probleem dat er weinig overzicht is over het netwerk.
Doelstelling: Het doel van dit onderzoek is om door middel van experimentele evaluatie verschillende beheerstrategieëen voor clouds te vergelijken. Daarnaast dient de student zelf een strategie te ontwikkelen die vergeleken wordt met de andere oplossingen. Binnen dit onderzoek kunnen zowel de plaatsing van VMs als de plaatsing van diensten binnen de VMs beschouwd worden. Mogelijke evaluatiecriteria zijn uitvoeringssnelheid, robuustheid, schaalbaarheid en kwaliteit van de toewijzingen. Dit onderwerp geeft je de kans om onderzoek te doen naar relevante problemen in de wereld van cloud computing en om er nieuwe oplossingen voor te ontwikkelen. Locatie: Zuiderpoort 7699: Profileren en plaatsing van applicaties in de cloud Promotor(en): Bart Dhoedt, Pieter Simoens Begeleider(s): Bert Vankeirsbilck Contactpersoon: Bert Vankeirsbilck Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2
Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: “De cloud” staat voor een verzameling servers in een netwerk, die rekenkracht en opslagcapaciteit aanbieden waarvan de gebruiker on demand kan gebruik van maken. Zo heeft bijvoorbeeld Amazon de EC2 cloud waarop gebruikers rekenkracht kunnen reserveren. Een nieuwe trend is om, behalve zuivere rekenkracht en opslagruimte, ook diensten te gaan uitrollen in de cloud. Bekende voorbeelden zijn Google Docs, Facebook, webmail (GMail, Yahoo…). In deze scriptie willen we onderzoeken hoe cloud computing kan bijdragen tot het aanbieden van echt zware toepassingen aan gebruikers met mobiele toestellen. Toepassingen zoals games, 3D rendering software, video editing, matlab, simulatietools hebben immers hoge eisen naar hardware die onmogelijk op een mobiel toestel kunnen beantwoord worden. Anderzijds liggen er ook uitdagingen in de selectie van de cloud server. Soms zijn er specifieke hardware vereisten (b.v. een GPU), kan de responstijd van belang zijn (zodat er geen server te diep in het netwerk mag gekozen worden…)
Doelstelling: Het doel van deze scriptie is een zelflerende beslissingscomponent te bouwen die voor elke applicatie een geschikte server in de cloud zal selecteren. De scriptie bestaat uit drie onderdelen. Ten eerste zullen een aantal applicaties geprofileerd worden: wat is nodig om een bepaalde applicatie uit te voeren, uitgedrukt in een combinatie van rekenkracht, grafische ondersteuning, dataopslag en geheugen? Vervolgens zullen een aantal planningsalgoritmes bedacht en geëvalueerd worden: wetende wat nodig is om de applicatie uit te voeren, wordt gezocht naar servers die best geschikt zijn waaruit een keuze gemaakt moet worden, optimaal voor deze ene applicatie maar ook rekening houdend met het feit dat de server een gedeeld goed is. Het laatste onderdeel betreft een lerend aspect. We willen dat het systeem bijleert over de beslissingen die het zelf maakt. Uitgaande van een initieel profiel van een applicatie, moet het systeem kunnen evalueren of de profilering correct is, en indien niet bijsturen. De focus van dit onderwerp ligt op het ontwerpen en evalueren van de algoritmes. Deze kunnen evenwel uitgetest worden op een echte testopstelling. Locatie: Zuiderpoort
7882: Segmentatie van gebruikersprofielen voor social advertising Promotor(en): Begeleider(s): Contactpersoon:
Filip De Turck Philip Leroux, Joost Roelandts (Massive Media) Philip Leroux Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de Goedgekeurd voor: ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Aantal studenten: 1 Aantal 1 masterproeven:
Probleemstelling: Om de intrinsieke waarde van haar ad inventory (dit is het totale aantal reclameviews dat een website heeft gedurende een bepaalde periode) te verhogen wil Massive//Media, het moederbedrijf van de social netwerk site Netlog.com, haar gebruikersdata segmenteren op basis van populaire profielen in de reclamemarkt. Gebruikers kunnen getagged worden met een profieltype op basis van data die zij toevoegen op het Netlogprofiel. Om de juiste tags aan elke user te kunnen koppelen, is het belangrijk om zoveel mogelijk profielinformatie van de gebruiker te verwerven. Om dit gedrag te bevorderen wordt er een survey-game gecreëerd dat de gebruiker uitdaagt om meer informatie vrij te geven. Een uitdaging daarbij is om te voorspellen welke volgorde van vragen het meest opportuun is voor elke individuele gebruiker zodat hij zolang mogelijk informatie vrijgeeft.
Doelstelling: Het doel van deze scriptie is om te onderzoeken wat de meest opportune methode is om de resultaten van de survey-game te verhogen. Daarbij zullen verschillende Machine Learning technieken worden geëvalueerd op basis van de prestaties, performantie en schaalbaarheid. Deze evaluatie omvat de analyse van real life reclamecampagnes waarbij de impact op getagde gebruikers en generieke gebruikers wordt vergeleken. Voorts dient er een tool te worden ontwikkeld voor de automatische identificatie van segmenten in de bestaande Massive//Media gebruikersdatabase. Tot slot omvat deze scriptie ook de optimalisatie van contextparameters (plaats op de site, grafische veranderingen,...) om de opbrengst van de survey game te verhogen. Locatie: Zuiderpoort, thuis, Netlog Opmerkingen: Mogelijkheid tot stag bij Massive//Media (Emile Braunplein 18, 9000 Gent) 7724: Semantisch redeneren voor geavanceerde service-workflow-resolutie Promotor(en): Filip De Turck Begeleider(s): Bruno Volckaert Contactpersoon: Bruno Volckaert Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten: 1 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: (Web) Services en bijhorende service interfaces zijn heel populair geworden, en een ruime hoeveelheid geïmplementeerde services zijn beschikbaar. Via semantiek kan een voor mens en machine interpreteerbare betekenis gegeven worden aan de input, output en funcionaliteit van deze services. Momenteel is het zo dat er oplossingen bestaan om, gegeven een semantisch beschreven doel (inputs, outputs en functionaliteit), workflows probeert op te stellen die dit doel vervullen en die een aaneenschakeling van beschikbare services zijn. We wensen nu echter een stap verder te gaan en ook nietfunctionele vereisten in rekening te nemen: hoeveel rekenkracht / geheugen / opslag heeft een service nodig, hoe lang zal deze service er over doen om tot resultaten te komen, hoeveel energie zal deze service verbruiken, hoeveel kost het gebruik van deze service? Als we hiermee rekening kunnen houden zullen we uit de verschillende workflows die het resultaat zijn van het semantisch redeneerproces een „optimale‟ workflow kunnen selecteren en activeren, en zo ons doel vervullen.
Doelstelling: Bedoeling van deze thesis is om een bestaande semantische reasoner, die service workflows opstelt die een gegeven doel kunnen vervullen, uit te breiden met niet-functionele requirements. Een eerste taak in deze thesis zal dan ook het onderzoeken worden van hoe deze niet-functionele requirements op een uniforme manier gemodelleerd kunnen worden. Ook de niet-functionele uitbreiding van het door de gebruiker opgegeven doel (dat momenteel enkel inputs/ output en functionaliteit beschrijft) zal hierbij aan bod komen. In een tweede stap zal het redeneerproces dan uitgebreid worden en zal rekening gehouden worden met de verschillende niet-functionele requirements om tot een „optimale‟ workflowoplossing te komen, of, indien geen oplossing gevonden kan worden, om aan te geven welke services geïmplementeerd zouden moeten worden om tot een oplossing te kunnen komen. Als laatste zal dan een uitgebreide performantiestudie uitgevoerd worden om na te gaan hoe lang het redeneerproces erover doet om tot oplossingen te komen. Locatie: Zuiderpoort 7611: Semantische modellen voor het bouwen van context-aware toepassingen ter ondersteuning van hulpverleners Promotor(en): Filip De Turck, Elena Tsiporkova (Sirris) Begeleider(s): Tom Tourwe (Sirris), Anna Hristoskova Contactpersoon: Filip De Turck Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Context-aware applicaties spelen zo goed mogelijk in op de huidige context van de gebruikers, hun omgeving (bv. temperatuur, licht) en de toestand van het telecommunicatienetwerk waarmee zij verbonden zijn (bv. mobiel). Tegenwoordig zijn hulpverleners uitgerust met draagbare ingebedde apparaten die gegevens ontvangen en verzenden en gebeurtenissen visualiseren. Ze kunnen contextuele informatie ontvangen over hun collegas, hun status en geplande acties. Door het gebruik van applicaties die
ondersteuning bieden voor het vastleggen van hun context kan hun productiviteit verder verhoogd worden. Ontwikkeling van dergelijke toepassingen is een complexe taak bestaande uit kennis rond formele modellen voor redeneren binnen een bepaalde context en optimaliseren van workflows gevolgd in noodsitiaties.
Doelstelling: Het doel van de thesis is experimenteren met de toepassing van semantische technologieën (bv. ontologieën) voor het modelleren van de context informatie en workflows in het domein van noodsituaties. Er zal gestart worden met een literatuurstudie rond de bestaande benaderingen. Vervolgens zal een analyse en beschrijving worden uitgevoerd van de verschillende workflows gebruikt tijdens dispatching in noodsituaties in samenwerking met industriële partners actief in dit domein. Daarnaast zal er nood zijn aan de identificatie van de aard en de bronnen van de context informatie relevant tijdens de verschillende fasen van de workflows. Het uiteindelijke doel is de ontwikkeling van een toepassing bestaande uit formele context (semantische) modellen en algoritmen voor het mogelijk maken van redeneren over de context en het optimaliseren van workflows. Locatie: Zuiderpoort Opmerkingen: Mogelijkheid tot stage bij Sirris. Sirris neemt deel aan een groot industrieel EU-project gericht op de ontwikkeling van context-aware toepassingen in domeinen zoals cockpit displays, control rooms, en dispatching in noodsituaties. 7279: Semantische probleemdetectie in autonome cloud omgevingen Promotor(en): Filip De Turck Begeleider(s): Jeroen Famaey, Steven Latré Contactpersoon: Jeroen Famaey Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: De complexiteit van het internet en de erop aangeboden diensten is de laatste jaren exponentieel toegenomen. Het configureren en onderhouden ervan wordt dan ook steeds complexer, waardoor het moeilijk wordt voor menselijke operatoren om zelfstandig problemen te detecteren en op te lossen. De laatste jaren werd er dan ook veel onderzoek verricht naar autonome elementen voor het detecteren en oplossen van netwerkproblemen. Het takenpakket van de operatoren zal verschuiven van het uitvoeren van detailconfiguraties naar het sturen van het netwerk op basis van algemene bedrijfsdoelstellingen. De autonome componenten gebruiken deze doelstellingen om op een intelligente manier problemen te detecteren en op te lossen. Daarbovenop zullen ze, om de vooropgestelde complexe doelstellingen te bereiken, moeten communiceren en samenwerken.
Doelstelling: Het doel van deze scriptie is het uitwerken van semantische algoritmen voor het detecteren en oplossen van problemen in een cloud omgeving. Cloud computing is een recent ontwikkeld paradigma voor het aanbieden van applicaties over het internet, waarbij de toegekende systeembronnen dynamisch schalen in functie van de vraag. Binnen deze omgeving is er nood aan een groot aantal autonome elementen, die instaan voor het beheer en de configuratie van zowel de fysieke (bv. servers en netwerklinks) als de logische infrastructuur (bv. virtuele machines, applicaties). Het detecteren en oplossen van problemen in deze omgevingen is verre van triviaal. Op het laagste niveau worden aan de hand van meetwaarden en logging output fouten in de uitvoering gedetecteerd. Aangezien de oorzaak van het probleem deze lokale schaal kan overstijgen, moeten autonome elementen deze problemen kunnen begrijpen, interpreteren en in verband brengen met elkaar. Er zullen dan ook, door middel van semantische en tijdsafhankelijke kennis, verbanden over tijd en ruimte moeten worden gelegd tussen informatie, optredende fouten en achterliggende oorzaken. Locatie: Zuiderpoort Opmerkingen: Indien interesse, is er mogelijkheid tot een stage bij een telecombedrijf (niet verplicht)
7883: Sentimentdetectie op social networking sites Promotor(en): Begeleider(s): Contactpersoon:
Filip De Turck, Tim Wauters Philip Leroux, Johannes Deleu, Joost Roelandts (Netlog) Philip Leroux Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de Goedgekeurd voor: ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Aantal studenten: 1 Aantal 2 masterproeven: Probleemstelling: Netlog.com is Europa's grootste social network (met meer dan 70 miljoen leden en beschikbaar in meer dan 30 talen) ontwikkeld en onderhouden vanuit hartje Gent. Typisch bezitten sociale netwerken zeer veel informatie van gebruiker via de informatie die ze opgeven tijdens het invullen van het profiel en bij het plaatsen van reacties, schrijven van blogberichten...
In deze hoeveelheid teksten wordt naast waardevolle content ook misbruik (cyberpesten, spam...) en vragen naar hulp (over zelfdoding, depressie, studieproblemen...) teruggevonden. Momenteel worden deze zaken manueel gecontroleerd wat voor een bepaalde vertraging zorgt in het verwijderen van misbruik of het bieden van hulp.
Doelstelling: Het doel van deze scriptie is om aan de hand van sentimentdetectie in teksten op zoek te gaan naar patronen die wijzen op misbruik of op een vraag naar hulp. Deze informatie kan dan gebruikt worden om sneller in te spelen op deze zaken dan manueel mogelijk is. Tijdens deze scriptie zal de student een tool ontwikkelen die automatisch de input van gebruikers analyseert en teksten aanduidt die mogelijks misbruik bevatten of een vraag naar hulp. Deze tool kan in eerste instantie gebruikt worden door de moderatoren van het sociaal netwerk en in tweede instantie automatisch bepaalde teksten blokkeren of de juiste hulporganisatie op de hoogte brengen. De scriptie start met een literatuurstudie rond sentimentdetectie en een analyse van de verschillende technieken die bij dergelijke problemen in aanmerking komen. Nadien volgt een implementatie en evaluatie van de gekozen techniek op een realistische dataset. Tot slot volgt uit de resultaten een bruikbare tool waarbij samen met Netlog ook gekeken wordt naar kwaliteitseisen zoals performantie en schaalbaarheid. Locatie: Zuiderpoort, thuis, Netlog Opmerkingen: Mogelijkheid tot stage bij Massive//Media (Emile Braunplein 18, 9000 Gent) 7667: Software Service Line gebaseerde customisatie van diensten in clouds Promotor(en): Filip De Turck Begeleider(s): Hendrik Moens Contactpersoon: Hendrik Moens Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 3
Probleemstelling: Cloudtoepassingen, zoals bijvoorbeeld Google Apps, salesforce.com en Windows Live Office, worden steeds meer gebruikt. Vaak worden deze applicaties als kant- en klare oplossingen aan grote hoeveelheden gebruikers aangeboden, waarbij meerdere gebruikers van één applicatie-instantie gebruik maken. Veel bedrijven hebben echter nood aan maatwerk, gaande van het toevoegen van eigen logo's tot integratie met eigen applicaties, databanken en bedrijfsprocessen. Aangezien meerdere gebruikers met één applicatie-instantie werken is het echter moeilijk om deze aanpassingen te bekomen. Om verschillende versies van één softwarepakket aan te maken wordt Software Product Line Engineering (SPLE) gebruikt. Hierbij worden de gewenste features gemodelleerd en opgelagen in een featuremodel. Door dit featuremodel te gebruiken bij compilatie kunnen dan verschillende applicatieversies bekomen worden.
.
Doelstelling: De doelstelling van deze scriptie is om een architectuur te ontwikkelen en te evalueren die gebruikt kan worden om een service aan te maken, uit te voeren en te customiseren. Hierbij kunnen principes en technieken uit SPLE gebruikt worden, waarbij verschillende versies van applicaties automatisch gegenereerd worden. Omdat meerdere gebruikers tegelijk van één applicatie-instantie gebruik moeten kunnen maken zullen hiervoor echter nieuwe, dynamischere technieken nodig zijn. Bij dit ontwerp dient de nadruk te liggen op veiligheid, zodat de diensten voor verschillende gebruikers elkaar niet kunnen beïnvloeden. Verder moeten ook schaalbaarheid en robuustheid van de oplossing beschouwd worden. Locatie: Zuiderpoort 7164: Spreiden van netwerkverkeer in het internet van de toekomst Promotor(en): Mario Pickavet, Didier Colle Begeleider(s): Wouter Tavernier, Seyedeh Sahel Sahhaf Contactpersoon: Wouter Tavernier Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Recente studies wijzen uit dat het routeermodel waarop het huidige Internet is gebaseerd de tendens in groei van het aantal gebruikers in de nabije toekomst niet meer zal kunnen volgen. Op dit moment bestaat het Internet uit routers die een routingtabel berekenen waarin wordt weergegeven langs welke naburige router een pakket voor een bepaald destinatieadres moet gestuurd worden. Ieder pakket dat behandeld
wordt, vergt een longest-prefix match lookup. Dit werkt prima tot op een bepaalde schaal. Echter zijn er tegenwoordig zoveel adressen aangesloten op het Internet dat routers in de kern van het netwerk ontzettend grote routingtabellen moeten bijhouden (100 000-en entries zijn geen uitzondering), terwijl ze steeds meer pakketten per tijdseenheid moeten afhandelen. Een recent ontwikkeld routeermodel dat dergelijke problemen het hoofd moet gaan bieden is Greedy Routing. Daarin worden coördinaten toegekend aan netwerknodes (bvb. in hyperbolisch vlak, zie figuur). Voor elk ontvangen pakket, zoekt een router in dit model naar de buur die het dichtst bij de gewenste bestemming ligt en stuurt het pakket in deze richting. Op die manier wordt een longest-prefix match in een traditionele routeertabel vermeden. De state-of-the-art greedy routing-modellen leggen de klemtoon op het vinden van de meest geschikte coordinaten van networknodes zodat de resulterende routes zo dicht mogelijk aanleunen bij de overeenstemmende kortste paden. In deze modellen wordt zelden rekening gehouden met het specifieke netwerkverkeer dat doorheen het netwerk loopt. Op die manier is het netwerk vaak verkeerd gedimensioneerd, en onstaan er net zoals bij kortstepadroutering vaak knelpunten in het netwerk („bottlenecks‟): nodes of links die overmatig gebruikt worden, terwijl andere netwerkdelen weinig of niet gebruikt worden.
Doelstelling: De bedoeling van de thesis is dat er een aantal greedy routing strategieën worden ontworpen zodat coordinaten worden toegekend op intelligente manier rekening houdend met het netwerkverkeer dat wordt geanticipeerd. Hiervoor maakt de student eerst een analyse van de invloed van het gekozen greedy routeermodel op de nodige bandbreedte en capaciteit in het netwerk. Vervolgens ontwerpt de student nieuwe technieken die de coordinaattoekenning zo aanpassen dat de resulterende routering het verkeer beter spreidt over het netwerk. Dit kan in tweede instantie gecombineerd worden in een strategie die ook de resulterende padlengte tracht te optimaliseren (multi-objective optimization). De ontworpen strategieën worden numeriek geëvalueerd en vergeleken met de bestaande routeermodellen. Locatie: Zuiderpoort 7713: Taalmodellen voor het automatisch georeferencen van fotoreeksen Promotor(en): Bart Dhoedt, Steven Schockaert Begeleider(s): Olivier Van Laere Contactpersoon: Olivier Van Laere Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling:
Steeds meer objecten op het Web 2.0 worden voorzien van geografische coördinaten: Flickr-foto's, Wikipedia-pagina's, Twitter-berichten, etc. Deze evolutie gaat hand in hand met de vaststelling dat steeds meer toepassingen gebruik maken van die coördinaten. Een recente onderzoekstrend probeert zelfs om op een automatische manier benaderende coördinaten te vinden voor objecten waarvan de eigenlijke locatie ongekend is. De meest populaire manier is om gebruik te maken van tekstuele beschrijvingen van die objecten, en die te vergelijken met de tekstuele beschrijvingen van objecten waarvan we wel de precieze coördinaten kennen. Hierbij wordt vaak gebruik gemaakt van probabilistische taalmodellen. Dit zijn wiskundige modellen om taal te beschrijven, die oorspronkelijk ontwikkeld werden met oog op automatische spraakherkenning, maar intussen uitgegroeid zijn tot een populaire techniek bij het analyzeren van tekstuele informatie in het algemeen.
Doelstelling: In deze scriptie zullen we ons toespitsen op het toekennen van coördinaten aan foto\\\\\\\'s op Flickr. Bestaande technieken hiervoor maken gebruik van relatief elementaire taalmodellen, die elke foto afzonderlijk analyzeren. In de praktijk komt het echter vaak voor dat een gebruiker op dezelfde dag een reeks foto\\\\\\\'s neemt, en die foto\\\\\\\'s individueel van beschrijvende tags voorziet. Als we dan willen bepalen waar een bepaalde foto genomen is, dan kan het zinvol zijn om niet enkel naar de tags van die specifieke foto te kijken, maar misschien ook naar de tags van foto\\\\\\\'s die er vlak voor of vlak na genomen zijn. Als een foto \\\\"gare du nord\\\\" als tag gekregen heeft, dan weten we daaruit nog niet met zekerheid in welke stad die genomen is; echter, als dezelfde gebruiker een half uur daarvoor een andere foto genomen heeft die \\\\"eiffel tower\\\\" als tag kreeg, dan kunnen we daaruit besluiten dat \\\\"gard du nord\\\\" waarschijnlijk slaat op het gelijknamige station in Parijs. In het bijzonder is het de bedoeling van deze scriptie om na te gaan in welke mate bestaande taaltechnologische technieken zoals Hidden Markov Models en Conditional Random Fields geschikt zijn om dergelijke invloeden tussen de tags van verschillende foto\\\\\\\'s op een geschikte manier in rekening te brengen. Locatie: Zuiderpoort 7185: Techno-economische analyse voor het organiseren van zorgdiensten met behulp van de cloud Promotor(en): Mario Pickavet, Sofie Verbrugge Begeleider(s): Jan Van Ooteghem, Ann Ackaert Contactpersoon: Jan Van Ooteghem Master in de ingenieurswetenschappen: bedrijfskundige systeemtechnieken en operationeel onderzoek
Aantal studenten: Aantal masterproeven:
1 of 2 2
Probleemstelling: De West-Europese bevolking is aan het vergrijzen en dit heeft een grote invloed op de gezondheidssector. Er moet gezocht worden naar manieren om een kwaliteitsvolle en kostefficiënte dienstverlening te kunnen garanderen. Belangrijk hierbij is dat er een systeem of platform kan ontwikkeld worden dat enerzijds schaalbaar is, liefst ook compatibel met huidige/toekomstige systemen, ondersteund kan worden door vele partijen en ook uiteindelijk economisch haalbaar is. Daarom is het idee ontstaan om gebruik te maken van de cloud, waarbij opslag van data en rekenkracht in het netwerk plaatsvindt ipv op de lokale computer. Daarbij gaan we dus niet meer alle informatie lokaal bijhouden maar (beveiligd) in de cloud. Deze informatie kan automatisch verzameld worden van verschillende toestellen, zoals bloeddruk- en hartslagmeters of kan zelf ingegeven worden bijvoorbeeld door gebruik te maken van sociale netwerksites, uploaden van foto‟s, enz. Wanneer deze data op een geordende manier wordt voorgesteld, wordt die meta care-data genoemd en kan die gebruikt worden in nieuwe innovatieve diensten bv om activiteit van personen te detecteren, sociale interactiviteit te meten (vaststellen van sociale isolatie), enz. De verwerkte informatie kan dan onder gefilterde vorm naar de betrokken actoren gaan die zich ingeschreven hebben op bovenstaande diensten en toestemming krijgen deze info te ontvangen bv mantelzorgers die informatie krijgen over de fysieke toestand van familieleden, artsen die medische informatie krijgen enkel indien meetwaarden afwijken. Belangrijk hierbij is dat de implementatie en het operationeel houden van dergelijk systeem enerzijds economisch haalbaar is en anderzijds ondersteund wordt door alle betrokken partijen. Het zijn vooral institutionele aspecten die voor de doorbraak moeten zorgen bv. aanpassingen in de complexe structuur van de gezondheidssector en in de wetgeving (bv. mbt terugbetalingen, online consultaties, enz). De hoofdvraag van deze thesis is dan ook hoe een uitrol van dergelijk systeem kan gebeuren op een kostefficiënte en snelle manier, zodat alle actoren op de markt mee participeren, op een kwaliteitvolle manier?
Doelstelling: De doelstelling van de thesis is een kosten/baten analyse uit te voeren voor het aanbieden van zorgdiensten via de cloud op kostenefficiënte en snelle manier. Volgende stappen voorzien we in het verloop van de thesis: - Literatuurstudie en bespreking van bestaande systemen - Oplijsting van alle mogelijke applicaties, de te gebruiken metadata en een inschatting van de computing resources
- Inschatting van het marktpotentieel voor de verschillende applicaties - Inschatting van het effect op het waardenetwerk, de actoren die betrokken zijn bij het aanbieden en beleven van de dienst - Opstellen van een kosten/baten model waarin de verschillende diensten gemodelleerd zijn - Bestuderen van business cases bij het incrementeel aanbieden van diensten (kijken naar schaal en scope voordelen) - Evaluatie van mogelijke dienstverlening via de cloud Locatie: Zuiderpoort
7732: Testen van ubiquitous webapplicaties Promotor(en): Frank Gielen Begeleider(s): Heïko Desruelle Contactpersoon: Heïko Desruelle Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Smartphones zoals de iPhone, Android en Blackberry toestellen hebben de opkomst van het internet geïntroduceerd op mobiele telefoons. Het voorzien van mobiele internettoegang is zelfs een belangrijke service geworden in het aanbod van telecom operatoren. Een gelijkaardige trend speelt zich af in andere marktsegmenten. Traditionele televisie uitzendingen evolueren naar interactieve diensten die aangeboden worden via webgebaseerde applicaties. Verder dringt het internet ook stilaan door in de automobielsector, met onder meer integratie in hun ingebouwde media- en navigatiesystemen. De alomtegenwoordigheid van het web vormt een aantrekkelijk eigenschap voor het ontwikkelen van applicaties. De maturiteit van web technologie is de laatste jaren sterk geëvolueerd. De evolutie naar HTML5, CSS3 en rijke JavaScript API‟s (bv. geolocatie en local storage) heeft de basiscapaciteiten van deze technologie aanzienlijk verhoogd. Het is zelfs mogelijk geworden om de uitdaging aan te gaan met toestelspecifieke implementaties van applicaties, zowel op het vlak van performantie als rijkheid van gebruikersinterfaces. Het testen van dergelijke alomtegenwoordige webapplicaties is echter niet vanzelfsprekend. Er dient te worden nagegaan of ontwikkelde applicaties correct werken op een verscheidenheid aan beschikbare platformen, hardware specificaties, implementaties van toestel API‟s, etc. Daarnaast vertonen de beschikbare simulators/emulators afwijkingen ten opzichte van daadwerkelijke toestellen. Hierdoor geeft het enkel testen van applicaties in een desktop omgeving vaak onvoldoende garanties omtrent het al dan niet slagen van tests.
Doelstelling: Het doel van deze thesis is het ontwerpen van een systeem dat toelaat om alomtegenwoordige webapplicaties uitvoerig en op geautomatiseerde wijze te testen voor een verscheidenheid aan toestellen en web ontwikkelingsplatformen. In de eerste fase zal een grondige state-of-the-art studie uitgevoerd worden. Vervolgens zullen een aantal use case uitgewerkt worden die expliciet ingaan op het testen van webapplicaties over diverse types geconnecteerde toestellen. In een volgende stap zal er een goed onderbouwde architectuur uitgewerkt worden, alsook de nodige ondersteunende algoritmes hiervoor. Tot slot zullen de ontwikkelde principes worden geëvalueerd aan de hand van een proof-of-concept implementatie. Locatie: Zuiderpoort, thuis 7159: Toepassing van voertuigcommunicatie ter bevordering van de verkeersveiligheid en voertuigemissies Promotor(en): Ingrid Moerman, Frank Gielen Begeleider(s): Wim Vandenberghe Contactpersoon: Wim Vandenberghe Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 Aantal masterproeven: 3 Probleemstelling: Het communicerende voertuig is geen verre toekomstmuziek meer: verschillende technologieën ter ondersteuning hiervan zijn reeds beschikbaar of in gevorderde fase van ontwikkeling. Zo zijn 3G-netwerken volop voorhanden, deze laten toe om allerhande gegevens over het voertuig door te sturen voor centrale verwerking. Dit maakt toepassingen mogelijk zoals automatische notificatie van de hulpdiensten bij een ongeval, aanbieden van gepersonaliseerde verkeersinformatie, bepalen van de actuele verkeerssituatie, enz. Een andere technologie is de nieuwe IEEE 802.11p standaard, waarmee voertuigen op lokale basis zowel kunnen communiceren met elkaar als met speciaal uitgeruste infrastructuur. Dit maakt talloze toepassingen mogelijk. Zo kunnen bestuurders tijdig voor gevaarlijke wegsituaties gewaarschuwd worden bij het naderen van obstakels zoals een filestaart, een ongeval of een spookrijder. Andere weginformatie zoals waarschuwingen voor plaatselijke gladheid of naderende prioritaire voertuigen kan ook onderling uitgewisseld worden.
De laatste jaren werd door de onderzoeksgemeenschap dan ook veel aandacht besteed aan voertuigcommunicatie. Een aantal aspecten moeten echter verder worden verkend. Zo is er een sterke nood om de kost voor de eindgebruiker te verlagen, en om een nieuwe testmethodologie aan te bieden die systemen gebaseerd op 802.11p technologie diepgaand kan analyseren. Daarnaast is het onduidelijk in welke mate een centrale verwerking van gecapteerde voertuigdata kan bijdragen aan een optimalisatie van voertuigemissies.
Doelstelling: Het doel van de scriptie is te concentreren op één van de aangehaalde problemen: de hoge gebruikerskost, het gebrek aan diepgaande testmogelijkheden of de optimalisatie van voertuigemissies. Bij de eerste is het doel van deze thesis het onderzoeken van de toepasbaarheid van mobiele toestellen als technologische basis voor Voertuig Ad Hoc Netwerken (VANET). Smartphones en personal navigation devices (PND) zijn sterk ingeburgerd in onze maatschappij. Het gebruik van deze toestellen i.p.v. specifieke elektronica in de voertuigen zou de kost dan ook sterk kunnen drukken. Doel is dat de student de technische haalbaarheid hiervan in kaart brengt, en op een wetenschappelijke manier deze aanpak situeert t.o.v.het gebruik van onboard elektronica . De benodigde hardware zoals Android smartphones en open source PND toestellen zullen ter beschikking gesteld worden. In het tweede geval richt men zich tot de nood aan het testen van scenario‟s waarbij een groot aantal voertuigen zich op de openbare weg in elkaars omgeving bevinden Het doel is een testomgeving te ontwikkelen waarbij gebruik gemaakt wordt van een community van vrijwilligers die deelnemen aan specifieke testen. Hierbij wordt de nodige hardware heel tijdelijk en op eenvoudige wijze geïnstalleerd in hun eigen voertuigen. Zowel technische aspecten als de haalbaarheid van het communityluik moeten worden in kaart gebracht. De benodigde hardware (embedded PC‟s met touchscreen, servers, etc. ) zal ter beschikking gesteld worden. In het derde geval zal zowel het ecologisch beheer van een vloot voertuigen als van alternatieve energievoorzieningen (tankstation op aardgas, laadpaal elektrische voertuigen) bekeken worden. Doel is op een wetenschappelijk verantwoorde manier te bepalen hoe het gebruik van ecologische voertuigen kan gestroomlijnd worden en welke uitstootverlagende maatregelen mogelijk gemaakt worden. Cruciaal hierbij is de selectie van nuttige data en ontwerp van de algoritmen die deze verwerken. Een toetsing aan de realiteit behoort ook tot de verwachtingen. De benodigde hardware voor datacaptatie in het voertuig en centrale verwerking zullen ter beschikking gesteld worden. Locatie: Zuiderpoort Opmerkingen: Dit thesisonderwerp biedt de mogelijkheid om de ontwikkelde oplossing te toetsen in een reëel gebruikersscenario in samenwerking met EcoRental. In dit geval kan er een bedrijfsstage uitgevoerd worden bij EcoRental ((indien scope voertuigemissies). Indien scope op toepasbaarheid mobiele toestellen of testomgeving voor de openbare weg, dan stage mogelijk bij TomTom. Een kleine demonstratie van wat in
het verleden binnen de begeleidende onderzoeksgroep gerealiseerd werd op het vlak van Vehicular Ad Hoc Netwerken is te zien op http://www.youtube.com/watch?v=cSP9xlTDY3o&fmt=22
7150: Uitbouwen van een intelligent eHealth sensornetwerk Promotor(en): Ingrid Moerman, Piet Demeester Begeleider(s): Evy Troubleyn Contactpersoon: Evy Troubleyn Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Draadloze sensornetwerken zijn uitermate geschikt voor eHealth toepassingen: ze zijn opgebouwd uit een groot aantal kleine en goedkope sensorknopen die door hun onderlinge draadloze communicatie eenvoudig te plaatsen zijn. Op die manier kunnen sensorknopen transparant geïntegreerd worden in de omgeving van de zorgbehoevende. Ze kunnen gebruikt worden voor het monitoren van bvb. hartslag en bloeddruk, voor het opzetten van een noodoproep en voor het transparant uitwisselen van alle informatie tussen verschillende instanties zoals ziekenhuizen, huisartsen en rusthuizen. Het aanbieden van voldoende Quality-of-Service (QoS) garanties is hierbij heel belangrijk. Voor een noodoproep zal er een maximum toelaatbare vertraging zijn, en voor de ene patiënt zal hartslaginformatie belangrijker (en dus betrouwbaarder) zijn dan bvb. informatie over de bloeddruk. Bovendien is het heel belangrijk dat de batterijen van de sensorknopen zo weinig mogelijk vervangen moeten worden om het gebruiksgemak van sensornetwerken niet in gevaar te brengen. Data-aggregatie is een techniek waarbij sensorknopen (data- en/of controle-) informatie van een of meerdere sensorknopen combineren, om zo de performantie van het sensornetwerk te verbeteren. De levensduur van het sensornetwerk zal immers stijgen wanneer er minder pakketten moeten verstuurd worden.
Doelstelling: Zowel naar Quality-of-Service als naar data-aggregatie werd reeds onderzoek verricht, maar vaak worden beide onderwerpen los van elkaar behandeld. In deze thesis is het nu de bedoeling om een intelligente koppeling te maken tussen QoS en dataaggregatie. Het wachten op de nodige pakketjes om te aggregeren kan immers een negatieve invloed hebben op de end-to-end vertraging, terwijl aggregatie de bandbreedte dan weer ten goede kan komen. De koppeling zal bovendien afhangen van de applicatie: betrouwbare pakketten zal men typisch minder snel aggregeren dan minder betrouwbare pakketten, gezien door aggregatie de kans op informatieverlies toeneemt. Het uiteindelijke doel van deze thesis is het testen van de koppeling tussen QoS en data-aggregatie voor verschillende eHealth scenario‟s op het IBCN-sensortestbed dat bestaat uit een 200-tal sensorknopen verspreid over 3 verdiepingen in de Zuiderpoort. Locatie: Zuiderpoort, thuis Opmerkingen:
Mogelijkheid tot stage bij OneAccess.
7158: Verbeterde draadloze communicatie tussen containers! Promotor(en): Ingrid Moerman, Piet Demeester Begeleider(s): Peter Ruckebusch, Pieter De Mil Contactpersoon: Peter Ruckebusch Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Binnen het IBBT-project MoCo wordt een draadloos netwerksysteem ontworpen dat goederen in containers kan opvolgen. In tegenstelling tot de bestaande systemen, zal MoCo een realtime-systeem ontwikkelen dat de goederen en hun omgevingsfactoren kan monitoren van begin- tot eindpunt. Bijkomende vereisten zijn een laag energieverbruik en lage connectiekosten. In het kader van het MoCo-project werd een emulatie-omgeving ontwikkeld die toelaat om een containeromgeving na te bootsen op het IBBT iLab.t draadloze testbed (200-tal draadloze knopen). We hebben immers vastgesteld (aan de hand van experimentele metingen in een echte containeromgeving) dat communicatie tussen containers vaak moeilijk verloopt door het vele metaal in de omgeving. Bijkomende uitdaging is het beperkte energiebudget, aangezien de draadloze sensorknopen batterijgevoed zijn.
Doelstelling: In deze scriptie wensen we een intelligent MAC-protocol te ontwikkelen dat schaalbaar, robuust en energieefficiënt is. Hierbij beogen we coöperatieve technieken waarbij communicatie tussen twee knopen over een tijdelijk slechte verbinding kan verbeterd worden door andere knopen te laten helpen. Dit mechanisme moet wel transparant zijn voor de hogere lagen. Dit principe kan je terugvinden op de figuur. Stel knoop S wil naar knoop D sturen. Door een tijdelijke slechte verbinding tussen S en D zouden in een standaard MAC-protocol heel wat retransmissies nodig zijn. Knoop
C kan S en D echter bijstaan door de volledige of een deel van de communicatie door te sturen naar D. Bij D stijgt dan de kans op een succesvolle ontvangst. Dit MAC-protocol zal geëvalueerd en vergeleken worden met een bestaande oplossing (niet zelf te ontwikkelen). Belangrijk hierbij is criteria te kunnen vastleggen waarmee kan bepaald worden wanneer coöperatieve technieken nuttig zijn. Het is namelijk de bedoeling om de coöperatie enkel in te schakelen wanneer dit echt nodig is, want coöperatie zal helaas gepaard gaan met een extra energieverbruik. Locatie: Zuiderpoort Opmerkingen: Dit thesisonderwerp biedt de mogelijkheid om de ontwikkelde oplossing te toetsen in een reëel gebruikersscenario in samenwerking met EnergyICT.. In dit geval kan er een bedrijfsstage uitgevoerd worden bij EnergyICT. 7722: Verkenning van rampgebied door autonome cooperatieve robotvoertuigen Promotor(en): Bart Dhoedt, Pieter Simoens Begeleider(s): Tim Verbelen Contactpersoon: Tim Verbelen Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Bij grote natuurrampen zoals een aardbeving of tsunami wordt de zoektocht naar overlevenden en hulpbehoevenden bemoeilijk omdat de vernieling van de logistieke en de netwerkinfrastructuur alle communicatie verhindert. In dergelijke situaties is het vaak van levensbelang om zo snel mogelijk het getroffen gebied opnieuw in kaart te brengen en de hulpmiddelen zo efficiënt mogelijk in te zetten. Om dit zo snel mogelijk te kunnen doen zou men gebruik kunnen maken van onbemande robotvoertuigen en helikopters die het gebied doorzoeken, data verzamelen en deze data zo snel mogelijk naar de basis brengen ter analyse.
Doelstelling: Het doel van deze thesis is om verschillende robotvoertuigen te laten samenwerken om zo snel mogelijk een volledig onbekend gebied in kaart te brengen en de verzamelde data te analyseren. Omdat de robotvoertuigen zelf maar beperkte rekencapaciteit , geheugen en batterijcapaciteit hebben, moeten ze hun routes enerzijds zo efficiënt mogelijk plannen en anderzijds ook op regelmatige tijdstippen hun data afleveren naar nabijgelegen cloud infrastructuur voor analyse. Bij het verkennen moet onder andere rekening gehouden worden met verschillende capaciteiten van de robots (bv. snelheid, geheugen, beschikbare randapparatuur...). Afhankelijk van de voorkeur van de student kan naast het routeplanningsprobleem een kleinschalige demonstratie-opstelling geïmplementeerd worden.
Locatie: Zuiderpoort 7657: Werken naar een open sociale community Promotor(en): Bart Dhoedt, Filip De Turck Begeleider(s): Gregory Van Seghbroeck Contactpersoon: Gregory Van Seghbroeck Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 2 Probleemstelling: Sociale netwerken, zoals Facebook, myspace en het Gentse Netlog, worden meer en meer deel van ons dagelijks leven. Het is dan ook een markt die volop ontgonnen wordt en dit zien we vooral aan het aantal netwerksites dat de laatste jaren online zijn gekomen. Bijna iedereen heeft al een profiel bij één netwerksite of sommigen zelfs bij meerdere sites. Meestal slagen we er maar net in om ons virtuele leven up to date te houden. Als je weet dat internet diensten zoals Gmail, Youtube, twitter, … ook nog eens een gebruikersprofiel eisen, merk je snel dat alles zorgvuldig beheren een fulltime dagtaak wordt. Sommige communities, met Google als koploper, maken al koppelingen met andere netwerksites, maar in de meeste gevallen gaat dit niet verder dan het opzoeken van vrienden. Het zou handig zijn, indien je maar op één plaats je virtuele leven moeten updaten en dat je aanpassingen dan doorsijpelen naar al je andere profielen. Dan kun je je naar harte lust aansluiten bij de vele online beschikbare communities.
Doelstelling: In een eerste fase zal er naast Google nog enkele andere communities gekozen worden. Dit om aan de hand van een grondige literatuurstudie te zoeken naar de overlappende functionaliteit en naar functionaliteit die zinvol aan elkaar gekoppeld kan worden (bijv. statusbericht, wallposts, instant messaging, RSVP, …). In een tweede fase wordt een architectuur uitgewerkt, met het oog op aanpasbaarheid, want het moet mogelijk zijn om op een eenvoudige manier andere netwerksites toe te voegen. Een belangrijke kandidaat voor deze architectuur is een ESB (Enterprise Service Bus). De belangrijkste doelstelling bestaat erin dat de gebruiker maar één keer iets zou moeten ingeven. Deze architectuur zal vervolgens gerealiseerd en geëvalueerd worden. De derde fase wordt volledig gewijd aan een belangrijk probleem gerelateerd aan open communities: privacy en af-/bescherming van de gebruiker. Sommige gebruikersprofielen worden meestal in een familiaire sfeer gebruikt (bijv. Facebook) andere dan weer enkel voor professionele doeleinden (bijv. LinkedIn). We willen dan ook niet dat foto‟s en reacties van Facebook ook zichtbaar worden op je LinkedIn profiel. Dit probleem zullen we trachten op te lossen aan de hand van een regelgebaseerd systeem dat gemakkelijk in te voegen moet zijn in het bestaande platform.
Locatie: Zuiderpoort 7151: Zelforganisatie in volgende generatie draadloze netwerken Promotor(en): Ingrid Moerman, Piet Demeester Begeleider(s): Irina-Mihaela Balan Contactpersoon: Irina-Mihaela Balan Goedgekeurd voor: Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen Aantal studenten: 1 of 2 Aantal masterproeven: 1 Probleemstelling: Met de opkomst van UMTS werd een enorme vooruitgang geboekt t.o.v van GSM. Terwijl wereldwijd UMTS steeds verder wordt uitgerold en de UMTS-technologie verder wordt geperfectioneerd (we denken hierbij i.h.b. aan de hogere datasnelheden met HSDPA of High Speed Downlink Packet Access), wordt in de onderzoekswereld reeds een volgende generatie cellulaire netwerken ontwikkeld, nl. LTE of Long Tem Evolution. LTE voorziet een volledige nieuwe radiotechnologie gebaseerd op OFDMA of Orthogonal Frequency Division Mutiple Access en een sterk vereenvoudigde, volledig IP-gebaseerde architectuur (SAE of System Architecture Evolution). De nieuwe radiotechnologie zal hogere bitsnelheden en kleinere vertragingen toelaten, de nieuwe architectuur zal het mogelijk maken om meerdere heterogene toegangsnetwerken te ondersteunen (niet enkel cellulaire netwerken zoals als GSM en UMTS, maar ook andere netwerken zoals o.a. Wireless LAN en WiMAX). Hierbij voorziet men ook een naadloze handover tussen verschillende heterogene toegangnetwerken. Om deze nieuwe generatie draadloze netwerken vlot en efficiënt te kunnen uitrollen en te onderhouden, is er echter nood aan zelforganiserende technieken.
Doelstelling: Het doel van deze thesis is het ontwikkelen van intelligente zelforganiserende technieken met het oog op een optimaal gebruik van het draadloze medium en minimale kost voor het onderhoud van nieuwe generatie draadloze netwerken op basis van LTE-technologie. Een zelforganiserend algoritme zal automatisch de netwerkparameters (vb. voor handover tussen cellen) aanpassen aan de veranderende omgeving (zoals o.a. belasting in de cellen en mobiliteitsgedrag van de gebruikers). De ontwikkeling en optimalisatie van nieuwe algoritmen en handovermechanismen zal gebeuren in de OPNET-simulator. In eerste instantie zal de OPNET-simulatoromgeving verder uitgebouwd worden om meer realistische gebruikersscenario‟s te ondersteunen (o.a. stratenplan met bewegende voertuigen en verkeerslichten, meer realistische propagatiemodellen). Nadien zal een zelforganizerend algoritme ontwikkeld worden, dat de handover binnen een LTE toegangsnetwerk optimaliseert. Er zijn namelijk heel wat parameters die een invloed hebben op de efficiëntie van het handoveralgoritme. Men kan deze parameters automatisch optimaliseren op basis van: - monitoringinformatie (zoals de historiek van terminal en de historiek van de cellen)
- zelflerende technieken die het gedrag van een terminal voorspellen (vb. wanneer een gebruiker zich in cell A bevindt, dan is er x % kans dat de volgende cell B zal zijn en y% kans dat de volgende cell C zal zijn) - terminal-specifieke handoverparameters in plaats van cel-specifieke handoverparameters Locatie: Zuiderpoort, thuis
