Fakultet za inzenjerski menadžment
SAVREMENE VISOKE TEHNOLOGIJE
VIŠESTRUKA UPOTREBA
SOFTVERA
PROFESOR:
STUDENT:
Prof. dr Željko Grujičić
Marko Jovanović
11FIM/2014
Beograd - 2018 godine.
2
Sadržaj
Sadržaj...................................................................................................................2
Uvod......................................................................................................................3
1.Analiza pokreta...................................................................................................4
1.1Sportski simulator.............................................................................................4
1.2 Vođenje statistike............................................................................................5
1.3 Proces projektovanja.......................................................................................6
2. Virtuelni motor..................................................................................................7
2.1 Modeliranje delova motora..............................................................................8
2.2 Oživljavanje virtuelnog mototra......................................................................9
2.3 Sklapanje kockica............................................................................................9
3. Digitalizacija u izgradnji.................................................................................10
3.1 Sistemi za kontrolu mašina............................................................................11
4. Mobilni pristup................................................................................................12
5. Tendencije.......................................................................................................13
6. Virtualna ordinacija.........................................................................................13
6.1 Tvoje srce na mom ekranu............................................................................14
6.2 Sistemi za čuvanje podataka..........................................................................15
6.3 Novac čini svoje............................................................................................16
6.4 Domaći primeri..............................................................................................16
7. Virtualna endoskopija......................................................................................17
8. Otisak prsta......................................................................................................18
8.1 Crte lica.........................................................................................................19
8.2 Geometrija ruke i raspored vena....................................................................20
8.3 Skeniranje oka...............................................................................................21
8.4 Prepoznavanje glasa......................................................................................21
9. Zaključak.........................................................................................................22
10. Literatura.......................................................................................................23
4
1.
Analiza pokreta
Kompjuteri su doneli još jedan način za praćenje sportskog
napretka i imaju značajnu ulogu u unapređenju sportskih
veština. Kod bejzbol igrača, kako profesionalnih tako i onih u
školskim timovima, mogu da se analiziraju pokreti, hvatanje i
udaranje lopte palicom.
Pokreti igrača prvo se digitalno snimaju. Zatim se snimak
prenosi u kompjuter, gde ga analizira poseban softver. Meri
se tačan ugao nogu i ruku igrača, kao i brzina reagovanja
svakog dela tela koji se pokreće. Ovaj proces nazvan je
jednostavno – analiza pokreta. Jedan pokret, udarac ili
hvatanje mogu se upoređivati sa drugim. Na taj način može se utvrditi kako određena
promena u kretanju utiče na rezultat. Naravno, može se precizno izmeriti i brzina kojom se
lopta kreće usled određenog udarca. Neki sistemi mogu da vrše analizu i tokom same igre, u
stvarnom vremenu. To omogućava treneru da momentalno da instrukcije igračima kako da
nastave dalje i šta da promene odnosno unaprede. Isti kompjuterski programi koriste se da bi
se uporedili različiti pokreti kako istog, tako i različitih igrača.
Koliko god da je primena kompjutera značajna u usavršavanju igrača, da bi došlo do napretka,
neophodno je da trener na pravi način interpretira rezultate i sportistima da prave savete.
1.1
Sportski simulatori
Profesionalni plivači čine sve da postignu bolje rezultate, to jest – da budu brži. Da bi postigli
bolje vreme na takmičenju, upotrebljavaju i kompjutere.
Treneri koriste računarske aplikacije da bi razvili najbolje pokrete tokom plivanja. Pomoću
kompjuterskog softvera simulira se način na koji voda klizi niz ruke, dlanove ili bilo koji deo
tela plivača. Cilj u plivanju jeste kretanje kroz vodu uz najmanje otpora. Aplikacija
dozvoljava da se prati uticaj položaja ruku i dlanova plivača i efekat na turbulenciju vode koja
može da uspori sportistu. Na osnovu dobijene informacije, može se zaključiti koji je plivački
pokret najpodesniji. Softver za simulaciju koristi se i u trkama jahti i ukazuje na koji način
brod treba da se kreće kroz vodu da bi se ostvario najmanji otpor vode.
Bob-spust je izuzetno skup (15 do 30 miliona dolara košta dobra
staza, a preko 25 hiljada dolara dizajniranje i testiranje dobrih
saonica). To je velika motivacija za korišćenje simulatora koji
omogućavaju sportistima da treniraju čitave godine.
Zadatak vozača je da manevriše bobom tako da se spusti najbrže
moguće. Na početku trke ceo tim gura sanke da bi se proizvela
najveća moguća početna brzina, pa je potreban model u kojem
se simulira proces guranja. U svakoj fazi kreiranja modela važno
je da se unesu pravi podaci: ukupna masa, veličina sanki,
inercija, uslovi kao što su vetar, led...).
Simulator boba je elektromehanički sistem dizajniran da što
vernije predstavi pravo iskustvo vožnje. Vozač upravlja, a
simulator proračunava kako bi se saonice kretale.
Važna funkcija simulatora je da kod vozača stvori realističan
5
osećaj da upravlja sankama, kao i osećaj ravnoteže. Površina staze je veoma glatka, a
interakcija sa ledenom površinom proizvodi izuzetno jake vibracije i buku, što se takođe
simulira. Generiše se i slika koja predstavlja ono što bi vozač stvarno video tokom spusta.
Pošto je sve zabeleženo na kompjuteru, vozaču se mogu prikazati sve varijable da bi video šta
je bilo dobro a šta ne. Trenutna povratna informacija koju vozač dobija od izuzetnog je
značaja za usavršavanje tehnike vožnje.
Simulator omogućava i potpunu kontrolu faktora koje je
nemoguće regulisati u pravoj trci. Pošto su svi ostali
uslovi u simulatoru konstantni, razlika u brzini spusta
zavisi isključivo od tehnike. Prednost simulatora je i
veliki broj ponavljanja, kao i bezbednost i mogućnost
eksperimentalnih strategija koje bi bilo rizično odmah
sprovesti u praksi.
1.2 Vođenje statistike
Znamo koliko je statistika značajna u sportu. Profesionalcima, kao i publici, uvek je
važno da znaju koji je igrač u košarci dao najviše koševa, koliko je utakmica dobio određeni
fudbalski tim, koji su sportski rekordi... Bez kompjutera bilo bi veoma teško voditi ažurne
statistike.
Primena računara u sportskoj statistici je ogromna. Kompjuter može da vodi statistiku
tima i svakog pojedinačnog igrača. Tabelarne (spreadsheet) aplikacije, tj. programi koji mogu
da čuvaju i obrađuju nizove brojeva, najčešće se koriste da bi se obradili rezultati i napravila
statistika.
Dok neke tehnologije postoje zbog boljih sportskih rezultata i preciznijeg i bržeg
dolaženja do brojki, ima i tehničkih dostignuća koja su tu prvenstveno zbog zabave. Radi
boljeg doživljaja posetilaca sportskih događanja, na stadione je postavljen ogromni ekran
nazvan
džambotron
(najpoznatiji je Sonyjev model). Gigantskim ekranom sa rezultatima
upravlja čitav niz kompjutera. Svaki kompjuter obezbeđuje tabelu sa rezultatima i različitim
podacima. Jedan računar može da prati statistiku o određenim igračima, drugi emituje
reklame, treći istoriju određenog sporta...
Džambotron
je veoma pogodan i za predstavljanje
kompleksnih rezultata ili tzv. višestruke statistike...
Postoje specifične primene kompjutera zavisno od vrste sporta.
Powermeter
je
kompjuterizovana sprava koja se koristi pri treniranju biciklista. Ona snagu pokreta (pritisak
pedala) transformiše u digitalni elektronski signal koji se prenosi telemetrički u senzor na
biciklu. Putem
powermetra
dobijaju se podaci kao što su brzina, broj otkucaja srca u minutu...
Na zimskim Olimpijskim igrama u Juti 2002. godine za
praćenje skijaša korišćeni su mini-čipovi. Čip je bio
pričvršćen oko zgloba skijaša, a elektronski senzori
nalazili su se u snegu duž staze. Kada bi skijaš prošao
pored nekog od senzora, njegov čip bi prosledio
informacije koje obuhvataju lokaciju skijaša, brzinu i
broj. Svi podaci slati su u centralni kompjuter kako bi
sudije mogle da ih vide.
A šta se događa kada se u teniski reket ugradi čip?
Teniski reketi danas mogu da sadrže nano-cevčice koje
ih, na datu komandu, čine čvršćim. Na taj način reketi postaju visokotehnološko sportsko
7
auspuh), iako se naizgled ne čini previše složenim, nije ni malo lak problem za proračun
oblika, dužine, buke, toksične emisije, prigušenja ili snage. Izduvni sistem mora da zadovolji
brojne standarde, a pri projektovanju treba voditi računa o bukvalno svakoj krivini, suženju ili
prepreci koje dovode do narušavanja strujne slike, kao i o fizičkim osobinama gasova
(temperaturi i pritisku) od kojih zavisi efikasnost izduvnog sistema. Ovako komplikovane
proračune danas je gotovo nemoguće raditi bez pomoći kompjutera, čiji brz razvoj
konstruktorima omogućuje da koriste sve kompleksnije formule i načine gotovo idealan
model.
2.Virtuelni motor
Imajući u vidu da se većina procesa i pojava u motoru
može modelirati i proračunavati pomoću kompjutera, da
se motorski delovi mogu „izraditi” na računaru i da sam
rad motora tj. njegovih sklopova i podsklopova može biti
uspešno simuliran na računaru, dolazimo i do koncepta
„virtuelnog” motora. Pod tim se podrazumeva mogućnosti
da se motor napravi, simulira i testira na računaru pre bilo
kakve izrade realnih prototipova i njihovog ispitivanja.
Programi za projektovanje motora mogu se grubo podeliti
u dve velike grupe. Prvu čine programi za termodinamički
proračun, a drugu programi za mehanički proračun.
Budući da je SUS motor u biti toplotna mašina koja hemijsku energiju goriva procesom
sagorevanja pretvara u toplotnu energiju, a deo ove energije pretvara se u koristan rad,
projektovanje motora mora početi od termodinamičkog proračuna. Ovaj softver, pored toga
što se bavi hemijskim procesima sagorevanja i procesima prenosa i razmene toplote,
proračunava i strujanje gasa na ulazu u radni prostor, u njegovoj unutrašnjosti i na izlazu.
Programi prikazuju temperaturu gasa u toku rada virtuelnog motora, kao i pretpostavke
temperatura kojima podležu pojedini mehanički delovi motora. Sem temperatura prikazuje se
i strujna slika u radnom prostoru, odnosno na njegovom ulazu i izlazu. Tako je konstruktor u
mogućnosti da prati tok temperature, pritisaka i brzina strujanja gasa i da raznovrsnim
intervencijama na virtuelnom motoru vrši njegovu optimizaciju. Od kolikog je značaja
računar u ovom poslu ilustruje podatak da jedan radni ciklus nekih sporohodnih motora, na
primer brodskog, traje 400 milisekundi, dok taj ciklus kod motora bolida Formule 1 traje
jedva 7 hiljaditih delova sekunde.
Ovakve pojave mogu da se vide na realnom modelu, ali je za to potrebna izuzetno skupa
video-oprema koja u većini slučajeva ne pruža toliko detalja kao računarska simulacija.
Termodinamički proračun motora oslanja se na već pomenute matematičke modele
termodinamike, pretočene u složene aritmetičke jednačine, koje omogućavaju praćenje
procesa u motoru, u vremenu i prostoru. Prostorna analiza se ostvaruje kroz programe koji
prikazuju pritisak i temperaturu tokom radnog ciklusa na raznim mestima, u ravni ili u
prostoru. Ravanski proračuni su daleko jednostavniji i hardverski nisu previše zahtevni, dok
se za detaljnija razmatranja koriste 3D modeli, pošto daju mnogo bogatiju sliku zbivanja
unutar motora, čime olakšavaju dimenzionisanje i izbor konstrukcijskog rešenja.
Vratimo se za trenutak na monocilindar. Kada se odrede parametri motora u odabranom
modelu i dobiju približno iste vrednosti izlaznih veličina realnog monocilindra i simulacije iz
računara, to označava da se konstrukcija motora kreće u željenom smeru. U sledećoj etapi
desetine, pa i stotine sati troše se na podešavanje sitnijih elemenata, kako bi novi motor
