alfabetisch op onderwerp - IDLab - Internet Technology and Data

Thesisonderwerpen IBCN AJ2013-2014 (alfabetisch op onderwerp)
9933: Adaptieve Video Streaming aan de hand van programmeerbare netwerkelementen
Filip De Turck, Steven Latré
Niels Bouten
Niels Bouten
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 2
AJ:
2013-2014
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Probleemstelling:
Er wordt voorspeld dat video traffiek tegen 2016 ongeveer 86% van de totale traffiek op het Internet zal
innemen. Daarenboven zal meer dan 65% hiervan afkomstig zijn van video streaming over het Internet.
Ook de diversiteit van toestellen die toegang bieden tot video streaming diensten neemt alsmaar toe,
denk maar aan smartphones, tablets, smart TV’s, etc. Dergelijke toestellen hebben uiteenlopende
mogelijkheden qua resolutie en decoding. Daarenboven zijn deze toestellen via verschillende netwerken
(WiFi, Ethernet, Power Line, 3G, 4G, etc.) verbonden met het Internet wat het voor service providers
bemoeilijkt om dergelijke video streaming diensten aan te bieden. HTTP Adaptive Streaming biedt
hiervoor een oplossing door eenzelfde video in verschillende versies aan te bieden waarbij de resolutie,
de kwaliteit of de framerate varieert. Hierdoor kan de video streaming client op het toestel zelf beslissen
welke kwaliteit wordt gedownload afhankelijk van de eigenschappen van het toestel én de beschikbare
bandbreedte in het netwerk. Bovendien vormt streamen over HTTP geen problemen met eventuele
firewalls en kunnen HTTP caches in het netwerk worden hergebruikt. Huidige routeringsalgoritmes zijn
echter niet geschikt voor het optimaal afleveren van videotraffiek. Zo worden bijvoorbeeld routes gekozen
met het minste aantal hops zonder hierbij rekening te houden met throughput eigenschappen of het
voorkomen van caches of andere stromen langs het pad.
Doelstelling:
Het doel van deze thesis bestaat er dan ook in om de aflevering van HTTP Adaptive Streaming traffiek
over het internet te optimaliseren. Zo kan bij het routeren van HAS requests en responses rekening
worden gehouden met de locaties van de verschillende video kwaliteiten. Verder kunnen ook QoS
garanties worden geboden via geselecteerde paden om zo een minmale service te garanderen en de
kwaliteit van de geleverde video te optimaliseren. Om te komen tot een dergelijke oplossing kan gebruik
gemaakt worden van OpenFlow. OpenFlow is een nieuwe technologie die de forwardinglaag en
controlelaag bij routering op het internet ontkoppelt. OpenFlow kadert in het Software Defined Networking
concept waarbij netwerktoestellen dynamisch en vanop afstand kunnen geprogrammeerd worden.
Routers en switches met OpenFlow ondersteuning kunnen dus dynamisch worden geconfigureerd door
intelligente gedistribueerde routeringssoftware, om zo het pad dat gevolgd wordt door multimediastromen
aan te passen aan de huidige omstandigheden van het netwerk. Deze thesis biedt de mogelijkheid om
mee te bouwen aan een toekomst voor videostreaming op het Internet, waarbij gedurende de
masterproef kostbare kennis zal opdoen in verband met netwerktechnologiën en bijhorende
managementtechnieken.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
Opmerkingen:
Indien gewenst kan deze thesis gecombineerd worden met een stage bij Alcatel-Lucent (niet verplicht).
9746: Alertingplatform voor efficiënte ondersteuning van medische beslissingen
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Filip De Turck, Johan Decruyenaere
Femke De Backere, Bram Gadeyne, Femke Ongenae
Femke De Backere
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 2
AJ:
2013-2014
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 bijvoorbeeld gemaakt bij de evaluatie van de vitale parameters van een 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.
Binnen de ICU wordt de hoeveelheid data om een beslissing op te baseren steeds groter. Het is dus
noodzakelijk om een computergebaseerd beheersplatform in te zetten waarbij beslissingen op basis van
een klinisch protocol en/of gedetecteerde trends automatisch kunnen gesuggereerd worden aan de arts.
Doelstelling:
Het doel van deze thesis is het onderzoeken en ontwikkelen van een alertingplatform dat de arts zal
ondersteunen bij zijn klinische beslissingen. Het alertingplatform geeft de dokters suggesties en
notificaties over de toestand, diagnose en mogelijke behandelingen van de patiënt.
Bijvoorbeeld: men hoort wel eens over de ziekenhuisbacterie die resistent is aan (bijna) alle antibiotica.
Het is daarom belangrijk dat artsen zo weinig mogelijk antibiotica voorschrijven. Een alertingplatform kan
een arts op de hoogte brengen als het ziektebeeld van een patiënt verandert en er bijvoorbeeld een
lagere dosis van eenzelfde antibioticum kan gegeven worden. Het platform kan ook nagaan of bepaalde
antibiotica niet te lang gegeven wordt op basis van de protocollen waarover het ziekenhuis beschikt.
Vanuit de overheid kunnen bepaalde limieten gelegd worden op het (terug)betalen van bepaalde
medicatie in bepaalde situaties. Een alert kan een arts op de hoogte brengen wanneer een bepaalde
grens overschreden wordt en een aanbeveling geven voor een nieuwe behandelingsmethode.
Dergelijke klinische beslissingen zijn afhankelijk van heel wat verschillende gegevens uit verschillende
bronnen, zoals laboresultaten en meetwaarden, maar ook van metadata zoals de geschiedenis van een
patiënt, zijn locatie en omgeving. Een belangrijk hulpmiddel bij het nemen van beslissingen kan het
gebruik van klinische richtlijnen zijn, die bepaalde acties voorschrijven wanneer specifieke meetwaarden
of symptomen zich manifesteren.
Een alertingplatform moet in staat zijn om, aan de hand van regels die een bepaald ziektebeeld of
belangrijke eigenschap van een patiënt omschrijven, de arts zo snel mogelijk op de hoogte te brengen
van deze situatie. Omdat deze gegevens uit verschillende bronnen afkomstig zijn, moet een generiek
regelsysteem ontwikkeld worden om de alerts te kunnen definiëren.
De ontwikkelde applicatie zal in de laatste fase van de thesis geëvalueerd worden aan de hand van een
concrete use case, die in overleg met de begeleiders van de dienst Intensieve Zorg van UGent zal
worden vastgelegd. Deze thesis laat toe om zich volledig in te werken in het domein van alerting en
richtlijnen binnen een zeer actuele medische context.
Locatie:
Zuiderpoort
9890: Assembleren van het DNA van organismen uit miljoenen korte fragmenten
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Jan Fostier, Bart Dhoedt
Jan Fostier
Jan Fostier
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
1 of 2
Aantal masterproeven: 1
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
De laatste jaren is biologisch onderzoek sterk geinformatiseerd. Genetisch onderzoek steunt o.a. op het
vergelijken en het analyseren van het DNA (de genetische `blueprint´) van een organisme. Het DNA
bestaat uit een opeenvolging van miljoenen (vb. bacterien) tot miljarden (vb. mens) nucleotides A,C,G,T.
Het bepalen van de correcte DNA sequentie van een organisme verloopt in twee fasen: (1) via chemische
processen kan men stukjes (fragmenten) van het DNA bepalen met een lengte van ongeveer 50 tot 100
nucleotides. (2) met behulp van software worden de fragmenten aan mekaar ‘gepuzzeld’, d.m.v. het
detecteren van overlap tussen de fragmenten. Dit proces wordt bemoeilijkt door (1) de enorme
hoeveelheid data, (2) het feit dat de fragmenten fouten kunnen bevatten en (3) het feit elke genoom vrij
grote herhaalde stukken (repeats) bevat waardoor een fragment niet ondubbelzinnig gemapped kan
worden op het genoom.
Het assembleren van het genoom uit fragmenten (het zgn. de novo assembly probleem), is momenteel
onderwerp van uitgebreid onderzoek. In dit kader werkt onze onderzoeksgroep samen met het European
Bioinformatics Institute (EBI) in Cambridge.
Doelstelling:
Voor deze thesis zijn reeds significante inspanningen ten aanzien van broncode ontwikkeling gedaan. In
een eerste fase zal de student zich vertrouwd maken met assembly algoritmes gebaseerd op de De
Bruijn grafen en met de bestaande broncode (geschreven in C++).
In een tweede fase zal de student aan de hand van graaf topologie en uit de data afgeleide metrieken
algoritmes en heuristieken ontwikkelen voor de reconstructie van het genoom. Er kan hierbij gestart
worden van methodes die in de literatuur beschreven staan. Een belangrijk aspect omvat het visualiseren
van data met behulp van vb. Cytoscape. Aan de hand van synthetische en echte biologische data,
kunnen vervolgens de verschillende methodes vergeleken worden.
Alnaargelang de interesse van de student(en), kunnen eveneens parallelle programmeertechnieken (MPI,
MapReduce) aangewend worden voor het distribueren van de initiele stappen uit het algoritme.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9848: Automatisch detecteren van celtypes door middel van machine learning
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Tom Dhaene, Yvan Saeys
Joeri Ruyssinck
Joeri Ruyssinck
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 3
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Het onderzoek naar het immuunsysteem en de verschillende celtypes die hierbij een rol spelen is
gedurende de laatste jaren in een stroomversnelling geraakt door verschillende technologieën die het
mogelijk maken om op grote schaal cellen in verschillende types van weefsels te kwantificeren en
analyseren.
Een van de technieken die gebruikt worden om op grote schaal cellen van het immuunsysteem te
analyseren is flow cytometry. Door middel van een kleine buis worden cellen in een flow cytometer een
voor een geanalyseerd, en door middel van verschillende lasers worden bepaalde fluorescente markers
van de cellen geanalyseerd.
Flow-cytometry-experimenten leiden typisch tot de productie van grote hoeveelheden data die nadien
traditioneel manueel (=door een mens) geanalyseerd worden. Dit gebeurt momenteel met een
zogenaamde“gating”-strategie, waarbij twee-dimensionele scatterplots gebruikt worden om verschillende
subpopulaties van cellen (clusters) te identificeren.
Het is overduidelijk dat zulke manuele strategieën zeer tijdrovend zijn, vaak zeer arbitraire parameters
gebruiken en moeilijk exact te reproduceren zijn. Er is een duidelijke noodzaak aan automatische
technieken die met dit type data kunnen omgaan.
Doelstelling:
In dit project zal de student automatische technieken uit het machine learning onderzoeksdomein
ontwikkelen die gebruikt kunnen worden om automatisch subpopulaties van cellen (clusters) te
identificeren in flow cytometry data. Initieel zal gestart worden met het uittesten van traditionele
clusteringtechnieken, zoals hiërarchische clustering, maar ook meer geavanceerde methoden zoals
modelgebaseerde clustering met multivariate finite mixture models zullen bekeken en vergeleken moeten
worden.
Kennis van bio-informatica, biologie en machine learning is niet vereist, een interesse in deze materie
wel. In een eerste fase zal de student zich inwerken met behulp van een literatuurstudie en het
implementeren van enkele eenvoudige algoritmen. Hierna volgt een onderzoeksluik waarbij de student op
zoek gaat naar manieren om complementaire technieken te herkennen en op een verstandige manier te
combineren.
Dit onderzoek biedt reële mogelijkheden naar een wetenschappelijke publicatie toe en naar verder
doctoraatsonderzoek.
Locatie:
Zuiderpoort
9658: Automatisch samenstellen van fietstochten voor wielertoeristen
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Mario Pickavet, Pieter Audenaert
Thijs Walcarius, Maarten Houbraken
Thijs Walcarius
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: bedrijfskundige systeemtechnieken en
operationeel
onderzoek,
Master
in
de
ingenieurswetenschappen:
computerwetenschappen
Aantal studenten: 1
Aantal
1
masterproeven:
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Het wielertoerisme is in Vlaanderen al jaren met een steile opmars bezig. Het Vlaamse landschap biedt
een heleboel mooie en gevarieerde wegen om van te genieten tijdens een fietstocht. Om deze te leren
kennen kan je er gewoon op uittrekken en de buurt verkennen, of je kan aan een georganiseerde
fietstocht deelnemen. Een andere optie die de laatste jaren aan populariteit wint is het gebruik van een
fiets-gps. De wielertoerist kan daar GPX-tracks (GPS eXchange Format) op plaatsen, en krijgt via de
GPS de nodige instructies om deze te volgen.
Deze tracks worden nu manueel aangemaakt, hetzij door het gewenste parcours af te fietsen en de
ritinformatie te bewaren, ofwel door het parcours op de computer op een kaart aan te klikken. Dit heeft
veel potentieel om geautomatiseerd en verbeterd te worden. Aan de hand van cartografische data, en de
analyse van de vele GPX-tracks die nu reeds beschikbaar zijn, kan een routeplanner ontwikkeld worden
die een gepersonaliseerde fietstocht kan genereren, afhankelijk van het gewenste start- en eindpunt, de
gewenste afstand en moeilijkheidsgraad.
Doelstelling:
Het doel van deze scriptie is het ontwikkelen van een routeplanner die fietstochten uitstippelt aan de hand
van enkele criteria die de gebruiker opgeeft. Mogelijke criteria zijn: start- en eindpunt, afstand,
moeilijkheidsgraad, aantal hoogtemeters, etc. Hiervoor moet eerst een netwerk worden opgesteld met
alle mogelijke wegen waarop gefietst kan worden. Aan deze wegen moet vervolgens een waardering
worden gegeven op verschillende parameters, zoals aantrekkelijkheid, moeilijkheidsgraad,
fietsvriendelijkheid, enzovoort. Deze parameters kunnen worden ingevuld door het analyseren van
cartografische data, alsook door het analyseren van de vele bestaande GPX-tracks die op het internet te
vinden zijn.
Daarna moet een routeringsalgoritme worden ontwikkeld dat aan de hand van de opgegeven criteria een
verzameling routes zoekt die zo optimaal mogelijk aan het verzoek voldoen
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9828: Automatische classificatie met de SUMO-Toolbox
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Tom Dhaene, Eric Laermans
Dirk Deschrijver, Ivo Couckuyt
Tom Dhaene
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 2
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Achtergrond
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 diverse complexe
systemen. Deze surrogaatmodellen zijn eenvoudige analytische gedragsmodellen die gebruikt worden
om complexe, tijdrovende simulaties te benaderen en te vervangen. Binnen dit onderzoeksgebied wordt
vaak gebruikt gemaakt van numerieke benaderingsleer, supervised machine learning en active learning.
In de onderzoeksgroep is de SUMO-Toolbox (Matlab) ontwikkeld die de verschillende stappen van de
modelbouw automatiseert.
Probleemstelling
De technieken die momenteel in de SUMO-Toolbox zitten worden voornamelijk gebruikt om
regressieproblemen op te lossen (met behulp van neurale netwerken, support vector machines,…). Deze
technieken kunnen ook ingezet en aangepast worden om classificatieproblemen op te lossen.
Bij classificatie wil men een bepaald object analyseren en dit op basis van geobserveerde patronen
toewijzen aan een overeenkomstige klasse. Een typisch voorbeeld is het analyseren van e-mails die
vervolgens in de categorie spam of niet-spam onderverdeeld worden. Andere problemen waarvoor
classificatie algoritmes veelvuldig gebruikt worden zijn bv. zelflerende algoritmes om handgeschreven
cijfers te herkennen.
Wanneer de data echter hoog-dimensionaal is, kan de rekentijd van een classificatie-algoritme significant
toenemen. Feature-selectie speelt hierbij een belangrijke rol : 1/ om te bepalen hoeveel features er
minimaal nodig zijn om de verschillende klassen van elkaar te onderscheiden, en 2/ om deze features te
identificeren.
Doelstelling:
De eerste fase van deze masterproef bestaat uit het bestuderen van de technieken uit de SUMO-Toolbox
en het lezen van enkele artikels over classificatie-algoritmes. Concepten en oplossingen uit de machine
learning die nuttig kunnen zijn voor het bouwen van classificatiemodellen zullen daarna geïdentificeerd
worden.
In een tweede fase zal nagegaan worden hoe bestaande algoritmes in de SUMO-Toolbox gebruikt of
aangepast kunnen worden om classificatieproblemen op te lossen. Een proof-of-concept-implementatie is
reeds beschikbaar op deze URL : (http://sumolab.blogspot.com/2009/10/surrogate-models-forclassification.html).
Tenslotte worden state-of-the-art classificatie- en feature-selectie-technieken uit de literatuur
geïmplementeerd. Deze code zal gevalideerd worden op enkele relevante problemen of benchmarkdatasets.
Deze topic biedt reële mogelijkheden naar publicatie toe, en naar verder doctoraatsonderzoek.
Enkele nuttige links:
http://en.wikipedia.org/wiki/Supervised_learning
http://en.wikipedia.org/wiki/Classification_in_machine_learning
http://sumowiki.intec.ugent.be
Locatie:
Zuiderpoort en/of thuis
Opmerkingen:
Kennis van machine learning en surrogaatmodellen is niet vereist, maar interesse voor deze materie wel.
Ervaring met matlab zal zeker van pas komen Literatuur (20%), implementatie (50%), validatie (30%)
10299: Automatische detectie van bedreigende situaties op sociale netwerksites
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Filip De Turck, Tim Wauters
Thomas Vanhove, Philip Leroux
Philip Leroux
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 2
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Op sociale netwerksites zoals Netlog en Facebook worden kinderen vaak geconfronteerd met situaties
die hun persoonlijke levenssfeer kunnen bedreigen. Dergelijke situaties kunnen voorkomen uit vormen
van cyberpesten, seksueel overschrijdend gedrag, uitingen van depressies of zelfmoordneigingen,
enzovoort. Recente voorbeelden uit het nieuws, zoals de commotie rond de “Antwerpse Hoeren”facebookpagina, tonen aan dat vroegtijdige detectie van onaangepaste pagina’s, posts of bestanden
noodzakelijk zijn om problemen te vermijden. Uit verschillende studies blijkt verder dat 11% van de
jongeren al slachtoffer geweest zijn van cyberpesten (Knack.be - 03/01/2013), maar het is ook zo dat
meer dan de helft van de jongeren niet reageren op cyberpesten (De Standaard Online - 20/11/2012).
Het doel van het AMiCA project is om een platform voor automatische detectie van onaangepast gedrag
op sociale netwerksites te ontwikkelen, dat gebruik maakt van tekst- en beeldanalyse
Doelstelling:
Deze scriptie heeft twee mogelijke doelstellingen voor ogen. Enerzijds is er de ontwikkeling van een
schaalbaar platform voor het ophalen en verwerken van grote hoeveelheden data van verschillende
sociale netwerksites. Deze data omvatten profielinformatie, platforminteracties, tekstuele berichten en
multimediale bestanden. Afhankelijk van het scenario zullen verschillende workflows met (bestaande)
softwarecomponenten aangesproken moeten worden om de datastroom efficiënt te verwerken en
relevante informatie op te slaan. De student zal hier nagaan welke schaalbare technologieën bruikbaar
zijn en experimenten uitvoeren op dit systeem, waarbij gebruik kan gemaakt worden van relevante
beschikbare data.
Anderzijds kunnen ook platform tools ontwikkeld worden die moderatoren van sociale netwerksites
kunnen helpen met de detectie van ongepaste content. Diensten die bepaalde berichten of bestanden
rapporteren wanneer ze geplaatst worden of componenten die aangeven welke trends zich manifesteren
op langere termijn zijn hierbij van groot belang. Ontwikkeling, integratie en testen van deze componenten
in het platform komen hierbij aan bod.
Locatie:
Zuiderpoort
9706: Autonome werking van datacenters
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Bart Dhoedt, Pieter Simoens
Tim Verbelen
Tim Verbelen
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 1
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Datacentra zijn complexe omgevingen waarvan het beheer intelligente beslissingen vergt, en dus dikwijls
interventie van operatoren vergt. Om kostenbesparend te werken worden momenteel routes onderzocht
om dit beheer te automatiseren, en dus menselijke tussenkomsten te beperken. De uitdaging bestaat er
dus in om datacentra autonoom te laten opereren, zonder dat deze autonomie mag resulteren in minder
goede prestaties van het datacentrum.
Beslissingen die moeten genomen worden betreffen onder andere: Welke maatregelen moeten we
nemen wanneer de belasting van een toepassing plots toeneemt ? Welke toepassingen moeten extra
beschermd worden tegen falingen en hoe realiseren we deze bescherming het best ? Hoe kan de
toepassing beter geconfigureerd worden om de onderliggende infrastructuur beter te benutten ?
Doelstelling:
Een typisch voorbeeld betreft het schaalgedrag van toepassingen, waarbij gepoogd wordt om ongeacht
de belasting van de toepassing een zekere responstijd te garanderen. Om die garantie te kunnen bieden
gaan we dus achtereenvolgens:
(i) de invloed van infrastructuur (bv. aantal en aard van de virtuele machines waarop de toepassing
loopt) en configuratie van de toepassing (bv. aantal replica’s van de achterliggende
gegevensbank) modelleren
(ii) een aantal opties aftoetsen aan dit model wanneer we merken dat de garantie rond responsiviteit
in het gedrang komt (is het beter een bijkomende VM in te schakelen, of moeten we de
databank dupliceren op een bestaande VM ?)
(iii) de beste optie doorvoeren
Om tot intelligente beslissingen te komen, is het belangrijk de impact van een beslissing in kaart te
brengen. Daarom gaan we in deze thesis in een eerste luik op zoek naar een model dat in staat is deze
impact te voorspellen (zonder beslissingen daadwerkelijk door te voeren). Een dergelijk model bevat de
structuur van het datacentrum, alsook het gedrag van de toepassing, zodat dit model voldoende kennis
bezit om de invloed van beslissingen i.v.m. configuratie van de toepassingen en de onderliggende
infrastrucuur te kunnen voorspellen. In een tweede luik wordt onderzoek verricht naar
beslissingsalgoritmen zelf, waarbij een aantal heuristieken zullen ontwikkeld worden om interessante
alternatieven te identificeren. Vervolgens wordt de impact van die beslissingen afgetoetst via de modellen
uit het voorgaande luik, en wordt de finale beslissing genomen.
Een derde luik bestaat uit de validatie van het werk, waarbij een prototype van de gevolgde aanpak zal
gebouwd worden. Vervolgens wordt dit op het datacentrum van de onderzoeksgroep uitgerold en wordt
experimenteel vastgesteld in welke mate autonomie in de praktijk gerealiseerd wordt.
Locatie:
Zuiderpoort
9640: Baas over je eigen smartphone, speel zelf netwerkoperator en beheer een volledig
functioneel real-life LTE-netwerk!
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Ingrid Moerman
Daan Pareit, Dries Naudts
Dries Naudts
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 2
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
LTE (Long Term Evolution) is de mobiele standaard van de 4e generatie (4G) die momenteel in België
uitgerold wordt of uitgerold zal worden door de mobiele netwerkoperatoren (Belgacom, Mobistar, Base)
en is de opvolger van GSM/GPRS/EDGE (2G) en UMTS/HSPA (3G). Behalve talloze zendmasten,
dienen deze netwerkoperatoren ook een kernnetwerk te hebben, waar alle gesprekken en
dataverbindingen correct afgehandeld worden. Gelet op de complexiteit, de zeer hoge kost en het belang
van een continue correcte werking van dit kernnetwerk, was het beheer en de configuratie hiervan tot op
heden enkel mogelijk door een beperkt aantal gespecialiseerde ingenieurs bij deze netwerkoperatoren.
Vandaag kan Universiteit Gent (via iMinds, zie http://www.iminds.be/en/develop-test/ilab-t/wireless-lab)
echter gebruik maken van het ‘OpenEPC’-software pakket (zeer recentelijk aangekocht, zie
http://www.openepc.net/) dat het mogelijk maakt om een dergelijk kernnetwerk (de EPC of Evolved
Packet Core) op gewone PCs te draaien. Daarnaast hebben we eveneens enkele 3G en 4G (LTE)
femtocellen (te beschouwen als kleine zendmasten) en zullen we beschikken over onze eigen SIMkaarten en enkele LTE-toestellen (smartphones en LTE-dongle). Hierdoor kunnen we zelf een volledig
LTE-netwerk opzetten en zeer vele parameters aanpassen.
Het kernnetwerk EPC biedt voor het eerst in de evolutie van cellulaire netwerken volledige IPfunctionaliteit voor communicatie tussen de verschillende entiteiten, waardoor nu het volledige pad tussen
mobiele toestellen IP-gebaseerd is. Dit biedt vele mogelijkheden voor de optimalisatie van
operatornetwerken, maar de huidige implementaties van EPC en LTE bieden enkel nog maar
basisfunctionaliteit aan.
Doelstelling:
De doelstelling van deze thesis is om de aanwezige basisopstelling verder uit te testen en geavanceerde
functionaliteit op dit testnetwerk mogelijk te maken (e.g. LTE voice calls, hand over van LTE naar Wi-Fi
etc.).
De thesisstudent onderzoekt de verschillende mogelijkheden tot geavanceerd gebruik van het LTEtestnetwerk. Aanpassingen zullen voornamelijk dienen te gebeuren in het kernnetwerk (vrij uniek! – tot
nog doe was dit het monopolie van netwerkoperatoren) alsook (maar in mindere mate) op de LTEtoestellen (smartphone, LTE module) zelf. In samenspraak tussen de student, de promotoren en de
begeleiders selecteren we enkele interessante pistes. Dit kan een subset van volgende onderwerpen
omvatten:
· Geavanceerde gebruikersscenario’s op het LTE-testnetwerk
o Verschillende types van voice calls: e.g. Over The Top services (Viber, Skype), native
VoLTE (Voice over LTE), CSFB (Circuit Switched FallBack)
o SMS over LTE
o Hand over van een dataverbinding van LTE naar Wi-Fi en vice versa
o…
· Extensie van de software op het LTE kernnetwerk
o Aanpassen van de protocollen tussen de verschillende kernmodules
o…
Als student met een sterke interesse in telecommunicatienetwerken en de onderliggende
communicatieprotocollen onderzoek je enkele van de pistes zoals hierboven beschreven en bouw je de
huidige LTE-testopstelling hiermee verder uit. Ten slotte zul je dit duidelijk demonstreren door het
gezamenlijk gebruik van dit kernnetwerk, de femtocellen en de LTE -toestelletjes.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9701: Beheer van crowd-sourced first-person video: Google Streetview Live
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Bart Dhoedt, Pieter Simoens
Elias De Coninck, Tim Verbelen
Elias De Coninck
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 1
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Door de opkomst van head-mounted displays zoals Google Glass wordt het veel eenvoudiger om video
vanuit een first-person (FPV) standpunt te verzamelen. Deze video reflecteert de blik van de gebruiker,
hoe lang die op een bepaalde plaats blijft stilstaan, enz. De verzameling van dit soort videos vormt dus
een waardevolle bron. Door het gebruiksgemak van Google Glass, en door de opkomst van augmented
reality toepassingen die gebruik maken van FPV, zullen velen deze camera quasi permanent laten
opstaan. Al deze videos uploaden en bewaren in de cloud vormt een gigantische uitdaging op gebied van
netwerkplanning en opslagcapacteit.
In deze masterproef wensen we een aanzet te geven tot de oplossing via de bouw van een Google
Streetview Live applicatie: hierbij kan je in plaats van doorheen statische foto’s te navigeren,
meewandelen met iemand in de betreffende straat.
Doelstelling:
Het doel van deze masterproef is een systeem te ontwerpen voor de opslag en verwerking van crowdsourced first-person viewpoint video. De student start met de bouw van een smartphone-applicatie die
video en bijhorende metadata (GPS, tijd) uploadt naar een cloud-platform.
Op basis van metadata worden algoritmes ontworpen om de vereiste opslagcapaciteit voor geupload
videos schaalbaar te houden. Deze algoritmes zijn contextafhankelijk: in de meeste situaties heeft het
geen zin om beide video’s te bewaren van gebruikers die naast elkaar wandelen in een straat, tenzij men
b.v. wil nagaan hoeveel mensen effectief naar een billboard kijken. De relevantie van een video zal ook
dalen met de tijd.
Als eindapplicatie wordt de hierboven Google Streetview Live beoogd
Locatie:
Zuiderpoort
9643: Betere en veiligere communicatie in het Internet of Things
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Ingrid Moerman
Jeroen Hoebeke, Floris Van den Abeele, Jen Rossey
Jeroen Hoebeke
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 4
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
De komende jaren zal de omvang van het Internet exploderen doordat steeds meer dagdagelijkse
objecten een virtuele tegenhanger zullen krijgen. Zo voorspelt het OECD een vertienvoudiging van het
aantal Internet geconnecteerde devices tot 50 miljard in 2020. Hiervoor worden kleine embedded devices
zoals sensoren en actuatoren gebruikt met draadloze communicatiemogelijkheden. Het Internet zal zo
evolueren naar een Internet of Things dat ons zal toelaten om op een eenvoudige manier en vanop
afstand informatie te verkrijgen over dingen en hun omgeving (bv. de temperatuur, een deurslot, de
status van de wasmachine) en ermee te interageren (bv. sluiten van de deur, aanschakelen van de
verwarming). Met behulp van deze informatie en de mogelijkheid om objecten te controleren kunnen er
compleet nieuwe toepassingen gebouwd worden die ons leven zullen vergemakkelijken.
Cruciaal hierbij is dat het bouwen van dergelijke toepassingen even eenvoudig wordt als het bouwen van
webtoepassingen de dag van vandaag. Hiervoor worden open standaarden ontwikkeld binnen het IETF,
zowel op de netwerklaag om deze kleine devices te connecteren met IPv6 Internet als op de servicelaag
om hun diensten te gebruiken in web services. Bij dit laatste zal het Constrained Application Protocol
(CoAP), dat momenteel binnen IETF gespecifeerd wordt, een belangrijke rol spelen. Dit protocol laat toe
om objecten (resources) aan te spreken en ermee te interageren op een manier die vergelijkbaar is met
HTTP. Zo kan je bijvoorbeeld door middel van een CoAP GET request naar een temperatuursensor
eenvoudig de temperatuur opvragen. De overhead van CoAP is veel kleiner dan HTTP, maar biedt
gelijkaardige mogelijkheden om gebruikt te worden in web services.
Doelstelling:
Het doel van deze scriptie is om een bijdrage te leveren aan betere en veiligere communicatie in het
Internet of Things. Zowel netwerkaspecten als serviceaspecten zullen hierbij beschouwd worden. Er kan
voortgebouwd worden op bestaande componenten die beschikbaar zijn binnen onze onderzoeksgroep
zoals een C++ CoAP framework, HTTP-CoAP proxy, CoAP voor sensoren, enz. Bedoeling is hun
functionaliteit verder uit te breiden. Dit kan zowel ontwikkelingen op de embedded devices zelf als op
sensor gateways of andere devices omvatten.
Afhankelijk van de interesses van de student bieden wij 4 mogelijke topics aan binnen deze scriptie:
1) Cloud controller voor sensornetwerken die toelaat om de complexiteit van de sensor gateway tot een
minimum te herleiden door zelf de meeste functionaliteit op zich te nemen
2) Bestuderen en oplossen van problemen die zich voordoen door het gebruik van verschillende
protocollen met eigen oplossingen om datafragmenten te versturen (6LoWPAN fragmentatie, CoAP block
transfer, MTU discovery…)
3) Bouwen van een multi-purpose sensor gateway die in staat is om heterogene technologieën en
protocollen met elkaar te laten samenwerken
4) Onderzoeken van de beveiliging van het CoAP protocol (encryptie/access control)
De thesis omvat het ontwerp van een oplossing voor het gekozen probleem, de implementatie, de
evaluatie en demonstratie op een Internet of Things testbed.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9645: Betrouwbare experimenten in een heterogene draadloze testomgeving in ISMfrequentiebanden
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Ingrid Moerman
Michael Mehari, Wei Liu
Ingrid Moerman
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 2
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
In een typische draadloze omgeving (thuisomgeving, werkomgeving, congrescentra, ...) zijn er talloze
draadloze toestellen die gebruik maken van heterogene draadloze technologieën in de licentievrije ISMbanden (Wi-Fi, Bluetooth ZigBee...). Elke draadloze technologie heeft zijn netwerkprotocollen om te
communiceren tussen devices. Daar in de licentievrije ISM-banden geen beperkingen zijn voor het
gebruik ervan (behalve op het maximale zendvermogen), probeert elke technologie op een vrij
egoïstische manier hun communicatie te optimaliseren, zonder rekening te houden met andere
technologieën die gebruiken maken van de dezelfde frequentieband. Dit leidt uiteindelijk tot een inefficiënt
van het draadloze medium en onbetrouwbare communicatielinks, daar meerdere technologieën met
elkaar interfereren.
Een mogelijk oplossing om het draadloze medium beter te coördineren is gebruik maken van cognitieve
netwerken. Een cognitieve netwerk zal op een autonome manier zijn netwerkparameters aanpassen aan
de huidige netwerkcontext in een iteratieve cyclus (‘cognition loop’ genoemd. De ‘cognition loop’ bestaat
uit de volgende fases: (1) meten van de omgeving; (2) analyse van de metingen; (3) bepalen van betere
netwerkinstellingen (bv. keuze van een andere frequentiekanaal); (4) (her)configuratie van de
netwerkinstellingen, ten gevolge waarvan de omgeving zal beïnvloed worden; De ontwikkeling van
cognitieve netwerkoplossingen is een hot topic in de onderzoekswereld. Er is verder een toenemende
trend om de prestatieanalyse van nieuwe cognitieve oplossingen in een experimentele omgeving uit te
voeren, omdat het zeer moeilijk is om de interferentieproblematiek en hardware-eigenschappen van
draadloze toestellen (m.a.w. de verschillende operatiemodes die overeenkomen met verschillen
configuratiemogelijkheden) met voldoende nauwkeurigheid te modelleren. Alhoewel een experimentele
testomgeving een betere weerspiegeling is van de realiteit, heeft ook deze omgeving zijn problemen: het
reproduceren van experimenten is niet eenvoudig, maar is wel essentieel om een objectieve vergelijking
van meerdere oplossingen toe te laten. Een draadloos experiment kan immers beïnvloed worden door
oncontroleerbare externe factoren (bv. externe interferentie van draadloze toestellen die geen deel
uitmaken van het experiment).
Doelstelling:
Het doel van deze thesis is de ontwikkeling van een onderzoeksmethodologie voor het uitvoeren van
betrouwbare en reproduceerbare experimenten. Bedoeling is om onbetrouwbare metingen te identificeren
aan de hand gepaste observatiemethodes en correlatietechnieken. Vragen die moeten geantwoord
worden in deze thesis zijn: (1) hoe dikwijls moet een experiment herhaald worden met het oog op de
statische relevante van de prestatieanalyse? (2) welke experimenten zijn onbetrouwbaar (bv. door een
ongekende externe storing, door verkeerde configuratie van het experiment, ...) en moeten bijgevolg
verworpen worden? (3) welke metingen dienen uitgevoerd te worden om het experiment te observeren?
(4) hoe kan ik het aantal iteraties van een experiment minimaliseren (bv. door
interpolatie/extrapolatietechnieken), zonder verlies aan betrouwbaarheid van het experiment?
Voor deze thesis zal de student experimenten uitvoeren op het draadloze testbed van iMinds (zie
http://www.iminds.be/en/develop-test/ilab-t/wireless-lab). Hij zal niet alleen experimenten uitvoeren, maar
ook experimenteermethodes ontwikkelen en implementeren in het controle en management raamwerk
van het testbed.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9644: Bouwen en beheren van Internet of Things applicaties
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Ingrid Moerman
Jeroen Hoebeke, Floris Van den Abeele, Jen Rossey
Jeroen Hoebeke
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 4
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
De komende jaren zal de omvang van het Internet exploderen doordat steeds meer dagdagelijkse
objecten een virtuele tegenhanger zullen krijgen. Zo voorspelt het OECD een vertienvoudiging van het
aantal Internet geconnecteerde devices tot 50 miljard in 2020. Hiervoor worden kleine embedded devices
zoals sensoren en actuatoren gebruikt met draadloze communicatiemogelijkheden. Het Internet zal zo
evolueren naar een Internet of Things dat ons zal toelaten om op een eenvoudige manier en vanop
afstand informatie te verkrijgen over dingen en hun omgeving (bv. de temperatuur, een deurslot, de
status van de wasmachine) en ermee te interageren (bv. sluiten van de deur, aanschakelen van de
verwarming). Met behulp van deze informatie en de mogelijkheid om objecten te controleren kunnen er
compleet nieuwe toepassingen gebouwd worden die ons leven zullen vergemakkelijken.
Cruciaal hierbij is dat het bouwen van dergelijke toepassingen even eenvoudig wordt als het bouwen van
webtoepassingen de dag van vandaag. Hiervoor worden open standaarden ontwikkeld binnen het IETF,
zowel op de netwerklaag om deze kleine devices te connecteren met IPv6 Internet als op de servicelaag
om hun diensten te gebruiken in web services. Bij dit laatste zal het Constrained Application Protocol
(CoAP), dat momenteel binnen IETF gespecifeerd wordt, een belangrijke rol spelen. Dit protocol laat toe
om objecten (resources) aan te spreken en ermee te interageren op een manier die vergelijkbaar is met
HTTP. Zo kan je bijvoorbeeld door middel van een CoAP GET request naar een temperatuursensor
eenvoudig de temperatuur opvragen. De overhead van CoAP is veel kleiner dan HTTP, maar biedt
gelijkaardige mogelijkheden om gebruikt te worden in web services.
Doelstelling:
Het doel van deze scriptie is om het bouwen en beheren van Internet of Things applicaties eenvoudiger
en gebruiksvriendelijker te maken. Het vertrekpunt hiervoor zullen de recente CoAP ontwikkelingen
binnen onze onderzoeksgroep zijn zoals een C++ CoAP framework, HTTP-CoAP proxy, CoAP voor
sensoren, resource directory, creatie van entiteiten enz. Bedoeling is hun functionaliteit verder uit te
breiden of te gebruiken in nieuwe tools. Dit kan zowel ontwikkelingen op de embedded devices zelf als op
sensor gateways of andere devices zoals een tablet omvatten.
Afhankelijk van de interesses van de student bieden wij 4 mogelijke topics aan binnen deze scriptie:
1) Bouwen van geavanceerde oplossingen en een tool om IoT devices gemakkelijker te deployen,
beheren, configureren en hun data te verzamelen door middel van een smartphone of tablet met 802.15.4
interface
2) Oplossing om dynamisch nieuwe CoAP resources toe te voegen aan een sensor
3) Ontwikkelen van een tablet tool die toelaat eenvoudige IoT toepassingen te bouwen door automatisch
beschikbare sensoren, toegelaten operaties, slimme gateway functionaliteit… te ontdekken en intuïtief te
combineren tot een functioneel geheel.
4) Bouwen van een geavanceerde HTTP/CoAP proxy+cache met een mapping naar bestaande web
service tools
De thesis omvat het ontwerp van een oplossing voor het gekozen probleem, de implementatie, de
evaluatie en demonstratie op een Internet of Things testbed
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
10294: Classificatie door middel van genetische programmeertechnieken
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Tom Dhaene
Sean Stijven, Dirk Deschrijver
Tom Dhaene
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 1
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Bij classificatie wil men een bepaald object analyseren en dit op basis van geobserveerde patronen
toewijzen aan een overeenkomstige klasse. Een typisch voorbeeld is het analyseren van e-mails die
vervolgens in de categorie spam of niet-spam onderverdeeld worden. Of bijvoorbeeld ook de ziekte van
een patiënt bepalen a.d.h.v. de symptomen.
Genetic Programming (GP) is een krachtige evolutionaire leertechniek die geïnspireerd is op biologische
evolutie en die gebruikt kan worden voor het vinden van structuren vertrekkende van eenvoudige
basisblokken.
Uit onderzoek is gebleken dat GP succesvol is in het oplossen van regressie-problemen. Door gebruik te
maken van multi-objective optimalisatie zijn de modellen zowel accuraat als eenvoudig te interpreteren.
Ook binnen de classificatie is de GP techniek al toegepast, maar hier wordt de nadruk meestal enkel op
accuraatheid gelegd [ http://sci2s.ugr.es/publications/ficheros/2010-Espejo-IEEETSMCC.pdf ].
Doelstelling:
De eerste fase van deze masterproef bestaat uit het bestuderen van enkele artikels over classificatiealgoritmes en genetic programming. Concepten en oplossingen uit de machine learning die nuttig kunnen
zijn voor het bouwen van classificatiemodellen zullen daarna geïdentificeerd worden.
In de tweede fase zal een bestaande Genetic Programming implementatie (die gericht is op regressie)
worden aangepast voor classificatie. De nadruk ligt hier niet alleen op de optimalisatie van het algoritme
voor accuraatheid, maar ook op het verbeteren van de interpreteerbaarheid van het model.
Het algoritme zal uitgetest worden op een aantal benchmarkvoorbeelden en er zal nagegaan worden wat
de voor- en nadelen zijn t.o.v. andere technieken. Enkele vergelijkingspunten naast accuraatheid en
interpreteerbaarheid zijn: robuustheid, computationele kost, mogelijkheid tot automatisatie, invloed van
data met hoge dimensionaliteit en aanwezigheid van overbodige variabelen.
Enkele nuttige links:
http://en.wikipedia.org/wiki/Classification_in_machine_learning
http://en.wikipedia.org/wiki/Genetic_programming
http://en.wikipedia.org/wiki/Supervised_learning
http://www.evolved-analytics.com
Kennis van machine learning is niet vereist, maar interesse voor deze materie wel.
Ervaring met Mathematica zal zeker van pas komen.
Locatie:
Zuiderpoort
10244: Cloud-dienst
evenementen
voor
het
intelligent
toekennen
van
beschikbare
plaatsen
bij
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Filip De Turck
Wannes Kerckhove, Thomas Dupont
Wannes Kerckhove
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1
Aantal masterproeven: 1
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Online reservatiediensten voor evenementen zijn niet meer weg te denken uit het dagelijkse leven.
Uiteenlopende types van evenementen (zoals concerten, sportwedstrijden, culture centra) werken met
genummerde zaalplannen, hierbij krijgt de bezoeker bij zijn ticketaankoop ineens één of meerdere
plaatsen toegewezen. Soms kan de koper zijn zitplaats zelf kiezen (hij zal eerst een suggestie krijgen),
soms wordt achterliggend een plaats gekozen door het systeem. De bestaande algoritmes voor “Best
Available Seating” zijn op dit moment achterhaald en te beperkend daar uitgegaan wordt van een
statische indeling met als resultaat dat de organisator achterblijft met nog steeds individuele lege
plaatsen. Naast een betere zaalvulling wil men ook rekening houden met bvb. de zitplaatsen van de
bezoeker zijn Facebook vrienden. Ook het dynamisch verdelen van stoelen over de verschillende rangen
(men zal zoveel mogelijk de duurste rang proberen te verkopen) is een interessant probleem. De
uitdaging wordt echter pas echt complex als men deze berekeningen at runtime wenst uit te voeren,
waarbij dus –op een efficiënte wijze- moet rekening houden met de andere lopende en verwachte
bestellingen.
Doelstelling:
Het doel van deze masterproef is te onderzoeken hoe een dienst kan opgezet worden die in staat is om
de verkoop en toekenning van beschikbare plaatsen bij een evenement op een intelligente en efficiënte
manier te laten verlopen. Hierbij zijn vele aspecten belangrijk. Het systeem zal generiek genoeg moeten
zijn om de vereisten die zullen variëren tussen de verschillende evenementen te kunnen ondersteunen.
Organisatoren willen zoveel mogelijk plaatsen verkopen tegen een zo hoog mogelijke prijs. Hoe dit dan
precies moet gebeuren is echter van veel factoren afhankelijk zoals de indeling van de locatie, het type
evenement, bepaalde lokale regelgevingen, etc…
Een ander aspect is schaalbaarheid. Reservatiediensten krijgen vaak te maken met enorme belasting
verspreid over een korte periode. Een cloud-platform kan ingeschakeld worden om dit op te vangen,
maar dan moeten de algoritmes die gebruikt worden voor plaatstoekenning kunnen werken in een
gedistribueerde omgeving waarbij er de nodige synchronisatie zal moeten gebeuren tussen de
verschillende instanties van het systeem.
Eens de architectuur van de beschreven dienst in samenwerking met de begeleider ontwikkeld is, zal een
Proof-of-Concept geïmplementeerd en geëvalueerd worden en zal een demonstratiescenario uitgewerkt
worden.
De hardware (Cloud backend) die benodigd is voor het succesvol uitwerken van deze thesis zal voorzien
worden door de onderzoeksgroep. Voor de vereiste data en verdere expertise op het vlak van e-ticketing
kan beroep gedaan worden op de samenwerking met Oxynade.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
Opmerkingen:
Deze thesis loopt in samenwerking met Oxynade (http://www.oxynade.com), een Gents bedrijf dat
gespecialiseerd is in e-ticketing, data aggregatie, nieuwe media en online monetisatie modellen.
Eventuele stagemogelijkheden kunnen besproken worden indien er hier interesse voor is bij de student
10309: Cloudschaalbaarheid zonder virtualisatie
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Filip De Turck, Gregory Van Seghbroeck
Jeroen Famaey, Maxim Claeys
Gregory Van Seghbroeck
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 2
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
De “Cloud” komt in tal van gedaanten. Bij Infrastructure-as-a-Service (IaaS), zoals de Amazon Cloud, kan
je virtuele machines (VM) reserveren, die je dan zelf naar believen kan configureren. Platform-as-aService (PaaS), o.a. Google App Engine, laat je toe om nieuwe applicaties te maken bovenop een cloud
infrastructuur. Google App Engine staat dan in voor de configuratie van verschillende functionaliteiten
zoals Databank, Webserver, XMPP messaging, enz. Ook Software-as-a-Service (SaaS), zoals bij
Salesforce, waar je als gebruiker een CRM applicatie kunt samenstellen door gebruik te maken van de
verschillende software modules die aangeleverd worden door Salesforce, is een mogelijkheid om cloud
services aan te bieden.
Een belangrijke eigenschap van clouds is dynamische schaalbaarheid. Bij IaaS Clouds kan de gebruiker
zelf extra servers deployen. Bij de andere vormen gebeurt dit vaak achter de schermen.
In de onderzoeksgroep hebben we de Virtual Wall (VW), die hoofdzakelijk gebruikt wordt voor
grootschalige experimenten rond netwerkemulaties, maar ook meer en meer in de cloudwereld gebruikt
wordt. De VW laat echter niet toe om dynamisch VM’s toe te voegen aan een bestaand experiment,
waardoor we hier echter de belangrijkste troef van clouds missen.
Doelstelling:
In deze scriptie is het de bedoeling om het beste van twee werelden te combineren: enerzijds de kracht
van de VW om netwerken te virtualiseren en emuleren en anderzijds de schaalbaarheid en het
dynamisch karakter van de cloud. Hierdoor zal het mogelijk worden om experimenten op te zetten die
bestaan uit een variërend aantal nodes, verbonden via een netwerklinks waarvan we de bandbreedte, de
vertraging en het pakketverlies dynamisch kunnen aanpassen.
Om dit te realiseren zijn er verschillende oplossingen. Een eerste werkwijze bestaat er in om gelijkaardig
aan Google App Engine, niet zozeer volledige machines te gaan virtualiseren, maar eerder op een
transparante manier verschillende applicaties op dezelfde host te draaien. Deze applicaties delen dan
hetzelfde fysieke netwerk, dus zal het onderliggende raamwerk moeten toelaten om de verschillende
communicatiekanalen individueel te beheren. Een andere bijkomende moeilijkheid is het hosten van de
verschillende applicaties, zonder dat deze elkaar beïnvloeden.
De tweede optie is meer een uitbreiding op het IaaS model. Hier zullen we gebruik maken van cloud
management software, zoals Eucalyptus, binnenin de VW. De moeilijkheid hier is het opzetten en het
configureren van de interne cloud en van de nodige tools om het netwerk te beheren.
Uiteraard is het de bedoeling dat de communicatie volledig transparant verloopt voor de gebruiker.
Locatie:
Zuiderpoort
9690: Co-creatie en automatische creatie van waardenetwerken voor het aanbieden van cloud
diensten
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Mario Pickavet, Sofie Verbrugge
Marlies Van der Wee, Bram Naudts
Bram Naudts
Master in de ingenieurswetenschappen: bedrijfskundige systeemtechnieken en
operationeel
onderzoek,
Master
in
de
ingenieurswetenschappen:
computerwetenschappen
Aantal studenten: 1 of 2
Aantal
1
masterproeven:
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Waardenetwerken omschrijven hoe waarde gecreëerd wordt door een organisatie. In een waardenetwerk
wordt aangeduid hoe de drie vormen van waarde worden uitgewisseld tussen actoren:
(1) goederen, diensten en inkomsten
(2) kennis en
(3) ontastbare voordelen
Het opstellen en de toewijzing van waarde uitwisselingen tussen actoren vergt een goed begrip van de
werking van een organisatie. Waardenetwerkanalyse wordt vaak gebruikt om te bepalen hoe innovatieve
diensten en producten succesvol op de markt kunnen worden geïntroduceerd. De informatie die hierbij
wordt gegenereerd is dan ook erg interessant voor startende ondernemingen die een innovatief product
op de markt brengen. Hiervoor is in de meeste gevallen een uitgebreide sessie nodig waarbij de rol van
de organisatie in het waardenetwerk wordt uitgetekend.
Dit vergt veel tijd en dient regelmatig herhaald te worden wegens de dynamische aard van een
onderneming. Hierdoor ontstaat een lacune tussen het opgestelde waardenetwerk en de werkelijke
situatie.
Doelstelling:
Het doel van de thesis is het ontwikkelen van een tool die geautomatiseerd een eenvoudig
waardenetwerk kan genereren. De gegenereerde informatie kan dan gebruikt worden om een initiële
analyse uit te voeren om zo de volgende stappen in een gedetailleerde waardenetwerkanalyse aan te
sturen.
De thesis is gelinkt aan een case die onderzoek doet naar waardenetwerken voor cloud gebaseerde
diensten (Facebook, Dropbox, Picasa, Windows Live Mail, etc.).
De procedure die we wensen te automatiseren bestaat uit drie stappen.
1. In de eerste stap worden de gebruiker(s) (één of meerdere organisaties) bevraagd via een
vragenlijst.
2. De antwoorden van deze vragenlijst worden in de tweede stap verwerkt om de huidige situatie
(zoals het waardenetwerk nu is) en de toekomstige situatie (zoals het waardenetwerk er in de
toekomst zou kunnen uitzien door introductie van een nieuw product) in te schatten
3. In de laatste stap wordt het waardenetwerk gevisualiseerd
De te stellen vragen worden door de tool zelf op een intelligente manier gekozen. Op die manier kunnen
we een zelflerend systeem ontwikkelen voor het waardenetwerken van verschillende types van cloud
diensten.
Tijdens de ontwikkeling van de tool dient ook rekening gehouden te worden met de snelle veranderingen
die innovatieve ondernemingen ondergaan. De tool moet daarom aan de gebruiker kunnen worden
aangeboden als een webapplicatie.
Bij de uitwerking van deze thesis en de case dient de student economische onderzoeksmethoden
(waarde netwerk analyse) om te zetten naar een technische tool (automatisatie).
Locatie:
Zuiderpoort
9688: Conflicterende belangen bij on-shore windmolenparken
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Mario Pickavet, Sofie Verbrugge
Mathieu Tahon, Koen Casier
Mathieu Tahon
Master in de ingenieurswetenschappen: bedrijfskundige systeemtechnieken en
operationeel
onderzoek,
Master
in
de
ingenieurswetenschappen:
computerwetenschappen
Aantal studenten: 1 of 2
Aantal
2
masterproeven:
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
De installatie van on-shore windparken is één van de mogelijkheden om de productiecapaciteit van
hernieuwbare energie te verhogen, om op deze manier de doelstellingen van de Europese Commissie te
halen. De installatie van zulke capaciteit op het bestaande distributienet kan echter voor problemen
zorgen. Het distributienet is niet gedimensioneerd voor lokale productiecapaciteit, en de
distributienetbeheerder (DNB) is verantwoordelijk voor de integratie van deze capaciteit in het netwerk.
Hiervoor zijn er verschillende mogelijkheden. De DNB kan investeren in extra netwerkcapaciteit,
waardoor alle geproduceerde energie gedistribueerd kan worden. Op deze manier wordt een maximum
aan hernieuwbare energie gebruikt, maar uiteraard is een netwerkuitbreiding financieel minder
interessant voor de DNB.
De tweede mogelijkheid is curtailing. Dit betekent dat bij netwerkproblemen, de DNB de
productiecapaciteit van de windmolen kan terugschroeven, of zelfs de molen loskoppelen van het net.
Het nadeel van deze methode is dat de eigenaar van de windmolen geen energie meer kan verkopen, en
dus opbrengsten misloopt.
Omdat problemen vaak heel kortstondig optreden, gevolgd door periodes van onderbenutting van het net,
kan curtailing geoptimaliseerd worden. Hiervoor is er echter een realistische forecast van de
windproductie noodzakelijk. Bij korte overproductie kan de DNB dan de windmolen toch laten produceren,
aangezien er op een later ogenblik overcapaciteit op het netwerk is of opslagcapaciteit aanwezig. Zo
wordt de levensduur van het netwerk niet verminderd, en verhogen de kosten voor de DNB niet, terwijl er
toch meer hernieuwbare energie geconsumeerd kan worden.
Uit de bovenstaande beschrijving is het duidelijk dat de twee spelers conflicterende doelstellingen
hebben. Voor de eigenaar van de productiecapaciteit is het belangrijk om zo veel mogelijk energie te
produceren, aangezien dit de winstgevendheid van zijn investering verhoogt. Zo kan het voor hem
interessant worden om veel productiecapaciteit te bouwen op dezelfde locatie. Aan de andere kant is het
voor de DNB kostenefficiënter om curtailing uit te voeren.
Doelstelling:
De techno-economische analyse van deze situatie wordt uitgevoerd binnen deze thesis. De student
vergelijkt de verschillende mogelijkheden zoals hierboven beschreven. Er worden modellen gebouwd
voor zowel de DNB als de energieproducent, die rekening houden met de verschillende strategieën. Om
de interactie tussen verschillende actoren te modelleren kan gebruikt gemaakt worden van speltheorie.
Een tweede belangrijke factor is de onzekerheid rond toekomstige windproductie en de voorspelling
ervan. Deze onzekerheid heeft een duidelijk impact op de verwachte opbrengsten van de windproductie,
maar ook op de benodigde investeringen van de DNB kant. De verschillende partijen hebben echter
voldoende flexibiliteit om deze onzekerheid te reduceren. De DNB kan netwerkinvesteringen uitstellen, de
eigenaar van de windmolens kan later extra capaciteit installeren. Optietheorie laat toe om de impact van
deze onzekerheid te modelleren.
Na het modelleren van de verschillende mogelijkheden dienen dus ook de conflicterende doelstellingen
en de onzekerheid geïmplementeerd te worden in de analyse. Deze modellering kan zowel gebeuren
vanuit een spreadsheet modellering, als vanuit java code, waarvoor we een bestaande bibliotheek ter
beschikking stellen.
Locatie:
Opmerkingen:
Stage mogelijk bij Eandis.
9834: Data compression bij gesuperviseerde leeralgoritmes
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Tom Dhaene, Eric Laermans
Dirk Deschrijver
Tom Dhaene
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 2
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Probleemstelling
In de ingenieurswetenschappen worden vaak surrogaatmodellen berekend die het gedrag van complexe
systemen benaderen met een wiskundig model (bv. een spline, neuraal network, support vector
machines, …)
De beschikbaarheid van deze modellen laat een wetenschapper of ingenieur toe om sneller inzicht te
verwerven in zijn/haar probleem. Het berekenen van datapunten om een model te bouwen is vaak
tijdrovend, en er zijn reeds efficiënte technieken ontwikkeld om de keuze van datapunten op intelligente
manier te optimaliseren.
In sommige gevallen is echter de omgekeerde situatie van toepassing. Door de toename van
computerkracht en de grote hoeveelheid data die beschikbaar is, zal de complexiteit van het modelleren
dramatisch toenemen (big data). Aangezien niet alle datapunten even belangrijk zijn, is er nood aan
robuuste technieken die deze gegevens analyseren en rangschikken in de volgorde van belangrijkheid.
Deze informatie kan dan gebruikt worden om gewichten toe te kennen aan ieder datapunt, of data te
comprimeren. 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 samplingscriteria (voor- en nadelen, toepasbaarheid, aannames, etc.).
Vervolgens zullen er nieuwe methodieken ontwikkeld worden die een grote hoeveelheid data kunnen
analyseren en reduceren tot een beperkte set van gegevens die de essentie omvat. Hierbij is het
belangrijk dat deze stap een lage computationele kost heeft, en kan leiden tot een betere schaalbaarheid
van de modelleringstechnieken.
De resultaten hiervan kunnen dan ook getoetst worden aan de hand van een aantal concrete problemen
uit verschillende onderzoeksdomeinen. Hierbij kan gebruik gemaakt worden van de SUMO-Toolbox, een
open source platform in MATLAB voor supervised learning, ontwikkeld binnen de IBCNonderzoeksgroep.
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 en/of thuis
Opmerkingen:
Kennis van surrogaatmodellering 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%)
9824: Data mining en predictieve modellering voor een betere zorgverlening
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Tom Dhaene, Ann Ackaert
Dirk Deschrijver, Jan Van Ooteghem
Ann Ackaert
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1
Aantal masterproeven: 1
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Naargelang de levensverwachting hoger wordt en het aantal ouderen steeds toeneemt, zullen de
zorguitgaven de komende jaren drastisch stijgen. Om de kosten van de zorgverlening in te perken wil
men gebruik maken van ICT-oplossingen en zo een nieuwe vorm van ziektebeheer ontwikkelen. Een
belangrijk deel van de Belgische bevolking lijdt immers aan meerdere gezondheidsproblemen die
tegelijkertijd voorkomen en dus aan elkaar gelinkt zijn. Het is van belang om nieuwe aandoeningen
vroegtijdig op te sporen en preventieve maatregelen te nemen om het verdere ziekteverloop beter te
beheersen. Door geavanceerde data-mining-technieken toe te passen op allerlei gegevensbronnen
(zoals bv. data van zorgverleners, verzekeraars, mutualiteiten, patiëntinformatie, …) wil men een beter
inzicht verwerven in het ziekteverloop van gerelateerde aandoeningen. Dit kan in een verdere fase dan
leiden tot een doelgerichte coaching en betere opvolging van patiënten.
Doelstelling:
De doelstelling van deze thesis is om diepgaande data-analyses uit te voeren op een databank met
historische patiëntgegevens door gebruik te maken van data-mining-technieken. Deze databank kan
allerlei informatie bevatten zoals medische gegevens, hospitalisaties, medicatie, interventies, en door hier
clustering-algoritmes op toe te passen kunnen patiënten met een gelijkaardig ziektebeeld gegroepeerd
worden. Binnen een cluster kan men vervolgens gebruik maken van patroonherkenning of
associatieregels om verbanden te gaan zoeken tussen een ziekte en gerelateerde ziekteverschijnselen.
De resultaten van deze studie kunnen dan in een latere fase gebruikt worden om predictieve modellen op
te stellen die kans op medische gebeurtenissen of nieuwe aandoeningen kunnen voorspellen. Potentiële
technieken die hiervoor in aanmerking komen zijn neurale netwerken, support vector machines,
beslissingsbomen en classificatie-algoritmes. In een laatste stap kan aan de het clusteringsmodel ook
nog een kostenmodel worden gekoppeld. Finaal kunnen dan conclusies en aanbevelingen worden
voorgesteld voor verdere verbeteringen in het zorgproces.
Locatie:
Zuiderpoort
9660: De recursive internetarchitectuur voor interplanetair Internet
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Didier Colle, Mario Pickavet
Dimitri Staessens, Sander Vrijders
Dimitri Staessens
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1
Aantal masterproeven: 1
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Door de explosieve groei van het internet kwamen er een heleboel tekortkomingen van de huidige
TCP/IP architectuur aan het licht. Echte oplossingen voor deze tekortkomingen bleven uit en de
problemen werden meestal omzeild met incrementele “patches”. De “Recursive InterNet Architecture”
(RINA) is een nieuwe netwerkarchitectuur die niet verder bouwt op TCP/IP. RINA beschouwt een netwerk
als louter InterProces Communicatie en stelt een hiërarchie van recursieve lagen voorop die gelijkaardig
zijn van functionaliteit (transport, foutcontrole, authenticatie,…) maar verschillen in bereik. Een laag in
RINA (een DIF (Distributed IPC Facility)) groepeert communicerende applicatieprocessen die via een
bepaalde policy kunnen geconfigureerd worden. De RINA architectuur heeft als eigenschap dat
multihoming, QoS, verhoogde veiligheid, … inherent zijn aan de architectuur, zodat hiervoor geen
specifieke oplossingen meer ontwikkeld hoeven te worden.
Is
the
Internet
an
unfinished
demo?
Meet
http://pouzin.pnanetworks.com/images/Is_the_Internet_an_unfinished_demo_-_Meet_RINA.pdf
RINA!
Doelstelling:
In deze scriptie zal een simulator voor RINA worden ontworpen en geimplementeerd. De student moet
eerst vertrouwd worden met de nieuwe netwerkarchitectuur. Daarna zal er een keuze moeten gemaakt
worden tussen het gebruik van OPNET, OMNET++ of NS-3. Daarna zal de simulator ontworpen, en
geïmplementeerd worden, met als eigenschappen dat deze mobiele applicaties en mobiele gebruikers
ondersteunt. De simulator moet toelaten de schaalbaarheid van RINA te testen, en eventuele bottlenecks
te identificeren.
Als use case voor deze thesis zal het Interplanetair internet (http://ipnsig.org/) aan bod komen. Het doel is
dan ook om een vergelijking te maken hoe RINA (en meer bepaald het onderliggende delta-t protocol)
zich gedraagt voor communicatie over interplanetaire afstanden. De resultaten kunnen eventueel
vergeleken worden met de huidige oplossingen, zoals bv. DTN (http://www.dtnrg.org).
Locatie:
Zuiderpoort
9732: Delven in Data - kennis distilleren uit grote hoeveelheden data
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Filip De Turck, Tom Tourwe [Sirris]
Anna Hristoskova, dr. Elena Tsiporkova [Sirris]
Anna Hristoskova
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 2
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Big data technologieën zijn een nieuwe generatie van algoritmes en architecturen, ontworpen om
automatisch informatie en kennis te halen uit zeer grote volumes van uiteenlopende soorten gegevens,
door deze aan hoge snelheid te vatten, te ontdekken en/of te analyseren. Deze technologieën worden
steeds belangrijker naarmate er meer data beschikbaar is in vele verschillende domeinen, zoals sociale
netwerken (Facebook, Twitter), groene energie (slimme energiemeters, domotica), mobiliteit en transport
(TomTom GPS data), etc.
Hoewel er een overvloed aan data gegenereerd wordt, er verschillende open source pakketten
beschikbaar zijn om deze te verwerken (Apache Hadoop) en er vele voorbeelden van bedrijven zijn die
deze data op een slimme manier gebruiken (Google, Amazon, Facebook), wordt de data nog niet altijd
ten volle geexploiteerd door de meeste bedrijven. Dit komt ondermeer omdat zij de waarde en de
mogelijkheden van de data onvoldoende kunnen inschatten, of omdat ze niet over de juiste kennis
(nieuwe architecturen, algoritmen voor machine learning en data mining) beschikken om de data te
analyseren.
Doelstelling:
De doelstelling van deze thesis is om geschikte data mining & machine learning algoritmen te
identificeren, toe te passen en te evalueren in een bepaald domein. De big data technologieën zijn
toepasbaar in zeer uiteenlopende domeinen, en hieronder volgt een opsomming van voor ons relevante
domeinen. Het concrete domein waarbinnen gewerkt zal worden kan worden bepaald al naargelang de
voorkeur en interesses van de studenten:
- Voorspellen van verkeersstromen, m.a.w. het identificeren van patronen zoals structurele files,
seizoensgebonden verkeer (toerisme), week- en weekendverkeer, dag- en avondverkeer, ...
- Real-time trend en anomalie detectie bij grenscontroles, m.a.w. het identificeren van trends (zoals
bv. seizoensgebonden verkeer) en situaties die afwijken van deze trends.
- Voorspellen van de energievraag en –aanbod om deze beter op elkaar te kunnen afstemmen
- Pro-actief onderhoud van machines, m.a.w. voorspellen wanneer een machine onderhoud zal nodig
hebben
Concrete voorbeelden van algoritmen zijn reinforcement learning, Bayesian networks, clustering, support
vector machines.
Locatie:
Zuiderpoort
Opmerkingen:
Een stage is mogelijk bij Sirris, industrieel onderzoekscentrum van de Belgische technologische industrie
9753: Een context-aware platform voor dynamische consultatie van medische data
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Filip De Turck, Johan Decruyenaere
Femke De Backere, Bram Gadeyne, Femke Ongenae
Femke De Backere
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 2
AJ:
2013-2014
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. Artsen
worden echter overstelpt met gegevens, waardoor het moeilijk is om al deze gegevens in acht te nemen.
Daarnaast heeft een patiënt geen vaste arts en is het dus mogelijk dat een arts heel snel juiste informatie
moet kunnen vinden over een bepaalde patiënt.
Er is nood aan een systeem dat toelaat, om aan de hand van de context en het ziektebeeld van de
patiënt, de gegevens weer te geven die op dat moment en op die locatie het belangrijkst zijn voor de arts.
Bovendien gebruikt de arts verschillende apparaten om op verschillende locaties in het ziekenhuis
verschillende gegevens te raadplegen. Het generieke systeem moet aan de hand van de context en het
gebruikte apparaat zijn weergave aanpassen.
Doelstelling:
Het doel van deze thesis is het onderzoeken en ontwikkelen van een context-aware systeem dat op ieder
moment de belangrijkste informatie kan weergeven aan een arts. De relevantie van de informatie is niet
enkel afhankelijk van de huidige context, bijvoorbeeld de locatie van de arts en het tijdstip, maar ook van
het profiel van de patiënt, bijvoorbeeld diagnose en symptomen, en van de dokter, bijvoorbeeld zijn/haar
specialisatie. Daarnaast kan ook rekening gehouden worden met het type toestel dat op dat moment door
de arts gebruikt wordt, de hoogdringendheid van bepaalde cases en bepaalde richtlijnen voor het
behandelen van bepaalde ziektebeelden. Monitorparameters en individuele labowaarden worden
automatisch opgehaald om op die manier tot een en dynamische weergave te komen van de medische
data.
Bijvoorbeeld: Bij de overdracht van patiënten loopt een arts rond met zijn tablet. Wanneer hij bij een
patiënt in isolatie komt, krijgt hij onmiddellijk de laboresultaten te zien met de aanduiding van de
gevaarlijke kiemen en de behandeling die hiervoor opgestart werd. Hierna komt hij bij een patiënt met
een longinfectie. Uit de laatste labowaarden blijkt dat de infectie niet afneemt en wordt de verdere
behandeling gesuggereerd. Verder op de gang verandert de weergave op de tablet naar een grondplan
waarop per bed de belangrijkste informatie weergegeven wordt. Ook ziet de arts dat er 2 patiënten naast
elkaar liggen met dezelfde gevaarlijke kiem. Misschien is er hier sprake van een besmetting.
De ontwikkelde applicatie zal in de laatste fase van de thesis geëvalueerd worden aan de hand van een
concrete use case, die in overleg met de begeleiders van de dienst Intensieve Zorg van het UZGent zal
worden vastgelegd.
Deze thesis laat toe om zich volledig in te werken in het domein van alerting, richtlijnen en context-aware
toepassingen en dit binnen een zeer actuele medische context.
Locatie:
Zuiderpoort
9648: Evalueren en optimaliseren van binnenshuislokalisatiesystemen voor het traceren van
voertuigen of personen
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Ingrid Moerman
Tom Van Haute, Eli De Poorter, Jen Rossey
Tom Van Haute
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 3
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
GPS is de meest traditionele manier om objecten, wagens of personen te traceren. Maar bij GPS is LOS
(Line of Sight) een vereiste. Hierdoor is het gebruik van een GPS in gebouwen onmogelijk. Een
alternatief voor indoor lokalisatie is het gebruik van draadloze sensornetwerken (WSN of wireless sensor
networks). Oorspronkelijk werden WSN voornamelijk gebruikt om een omgeving te controleren (met bvb.
een temperatuur- en/of vochtigheidssensor, etc.). Met de nieuwe generaties smartphones kunnen WSNs
ook gebruikt worden voor positionering binnen gebouwen.
Indoor lokalisatie zal gebruikt worden in tal van verschillende toepassingen. Enkele voorbeelden: (1)
navigatie van personen in drukke luchthavens/overheidsgebouwen voor het vinden van de juiste
gate/loket; (2) het navigeren en helpen evacueren van ondergrondse mijnwerkers; (3) het snel
terugvinden van voertuigen in grote multi-level parkings; (5) of in de medische sector: patiënten met
Alzheimer kunnen getraceerd worden waarbij bepaalde deuren automatisch worden afgesloten. Verder
zou men de verpleegsters kunnen traceren om op die manier de verpleegsteroproepsystemen te
optimaliseren waarbij de dichtstbijzijnde verpleegster kan worden opgeroepen.
In de literatuur zijn reeds tal van indoor localisatie-oplossingen voorgesteld, maar deze blijken in
realistische omgevingen meestal niet dezelfde resulaten op te leveren als in de theorie of als in een
kleine testopstelling (o.a. wegens complexere propagatie-eigenschappen in realistische gebouwen,
wegens interferentie van andere draadloze toestellen, ...)
Doelstelling:
Het doel van deze thesis is om een robuust binnenshuis lokalisatiesysteem te ontwerpen, te
implementeren en te evalueren.
De masterproef begint in eerste instantie met het onderzoeken van de State-Of-The-Art omtrent indoor
lokalisatie-oplossingen. Welke oplossingen bestaan reeds en wat zijn hun resultaten en/of beperkingen?
Eens een goed inzicht is bekomen in de literatuur, is het de bedoeling dat enkele algoritmes worden
geïmplementeerd, getest en worden vergeleken. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de uitgebreide iMinds
w.iLab-t draadloze testbeds (http://www.iminds.be/en/develop-test/ilab-t/wireless-lab).
Voor de evaluatie van de oplossingen worden draadloos gestuurde robots gebruikt. Deze bewegen
volgens een bepaald traject zodat de accuraatheid tussen de verschillende oplossingen kan gemeten en
vergeleken worden. Een belangrijke factor hierbij is ook de interferentie. Er zal onderzocht moeten
worden in hoeverre deze interferentie een invloed heeft op de accuraatheid van een algoritme en hoe
deze invloed kan worden verbeterd.
Uiteindelijk kan het algoritme geoptimaliseerd worden zodat het kan worden gebruikt in een twee
verschillende use cases.
De eerste use case is in samenwerking met Televic waarbij de oplossing zal worden getest in een echt
ziekenhuis. Hierbij dragen de verpleegsters dan een sensor waardoor we op een centraal scherm een
plattegrond zien met daarop de posities/trajecten van de verschillende verpleegsters.
Een tweede mogelijke use case, in samenwerking met Multicap, is het traceren van voertuigen in multilevel parkings (capaciteit: tussen de 2 000 en 10 000 voertuigen). De voertuigen moeten snel en efficiënt
worden gelokaliseerd.
Locatie:
Zuiderpoort
Opmerkingen:
Dit thesisonderwerp biedt de mogelijkheid om de ontwikkelde oplossing te toetsen in reële
gebruikersscenario’s, nl. in de gezondheiszorg in samenwerking met Televic en in grote multi-level
parkings in samenwerking met Multicap. Zowel bij Televic als Multicap kan een bedrijfsstage uitgevoerd
worden.
9912: Functionele analyse van het humane metaproteoom
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Peter Dawyndt, Jan Fostier
Bart Mesuere
Peter Dawyndt
Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1
Aantal masterproeven: 1
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Complexe microbiële gemeenschappen zoals in het gastrointestinaal stelsel spelen een belangrijke rol in
de gezondheid en ziekte van mensen en dieren. Deze gemeenschappen zijn dynamisch in samenstelling
en hun leden zijn intens geassocieerd met elkaar en met de menselijke gastheer. Dankzij zeer recente
ontwikkelingen op het gebied van massaspectrometrie, kunnen we vandaag niet enkel DNA-fragmenten
uit een staal bepalen, maar kunnen we ook rechtstreeks de actieve eiwitten bepalen. Dit leert ons niet
enkel welke soorten bacteriën er in een staal zitten, maar ook wat ze daar doen (of net niet doen).
Unipept (http://unipept.ugent.be) is een webtoepassing die door de onderzoeksgroep computationele
biologie (WE02) werd ontwikkeld in samenwerking met de Vakgroep Microbiologie en Fysiologie. Via
deze toepassing kunnen onderzoekers op basis van massaspectrometrisch bepaalde eiwitsequenties van
een staal (bijvoorbeeld stoelgang of verontreinigd water) inzicht krijgen in de diversiteit ervan. Hiervoor
extraheert Unipept informatie uit verschillende databronnen. Zo wordt bijvoorbeeld UniProt (een publieke
databank van 17 miljoen eiwitsequenties) verwerkt tot een indexstructuur van meer dan 240 miljoen
tryptische peptiden, die gecombineerd wordt met een diversiteitsdatabank van het NCBI. Na matching
van de peptiden uit een staal en postprocessing bovenop de hiërarchische classificatie van alle levende
organismen, wordt de diversiteit vervolgens op een dynamische manier gevisualiseerd.
Doelstelling:
In deze masterthesis is het de bedoeling om naast een diversiteitsanalyse, Unipept uit te breiden met een
pipeline voor functionele analyse. Dit vereist enerzijds het aanvullen van de Unipept databank met
functionele annotaties uit het Gene Ontology project, om vervolgens deze functionele informatie te gaan
integreren op peptide-niveau en te visualiseren binnen de webtoepassing. Gezien de grote hoeveelheid
aan te doorzoeken informatie, is het belangrijk dat hiervoor algoritmen uitgedacht worden die deze
functionele analyse op een computationeel efficiënte manier kunnen uitvoeren. Een verdere uitbreiding
van Unipept bestaat erin om zowel de diversiteitsanalyse als de functionele analyse open te gooien naar
een vergelijking tussen meerdere stalen. In het bijzonder zijn we in het kader van een onderzoeksproject
geïnteresseerd om een vergelijking te maken tussen het microbioom van een reeks mucovisidosepatiënt
en hun (gezonde) verwanten, met een bedoeling een beter inzicht te krijgen in deze ziekte. Voorkennis in
de biologische achtergrond is zeker geen vereiste (gezonde interesse is voldoende). Concrete invulling
van het onderwerp staat open voor eigen inbreng van de student
Locatie:
S9 (Sterre), Zuiderpoort, thuis
9896: Gedistribueerde motiefdetectie met MapReduce
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Jan Fostier, Bart Dhoedt
Dieter De Witte
Jan Fostier
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1
1
2013-2014
Probleemstelling:
DNA bestaat uit genen die de nodige informatie bevatten om eiwitten te synthetiseren. Deze eiwitten zijn
betrokken in nagenoeg alle chemische processen binnen een levend organisme. Ze kunnen op hun beurt
binden op specifieke plaatsen in het DNA en op die manier de productie van andere eiwitten reguleren. In
deze scriptie willen we deze bindingsplaatsen voor eiwitten, zogenaamde ‘motieven’, bepalen op een
computationele manier.
Dit is een complexe taak, aangezien motieven moeilijk te onderscheiden vallen van het andere, nietfunctionele DNA. Door simultaan in DNA-sequenties van nauwverwante organismen te gaan zoeken, kan
men met succes de sensitiviteit van de detectiemethode verhogen. Deze benadering is echter
computationeel uitdagend.
Er werd tot dusver een performant exhaustief algoritme uitgewerkt dat gebruik maakt van indexstructuren om snel patronen op te sporen in meerdere organismen. Dit algoritme is reeds
geparalleliseerd, met behulp van message passing (MPI). De bottleneck blijkt hierbij echter de grote
hoeveelheid data te zijn, die tussentijds gegenereerd wordt en in het geheugen dient te worden houden.
MapReduce (Hadoop) lijkt een meer geschikt framework om deze uitdaging aan te gaan.
Doelstelling:
Er werd op papier een voorstel voor een nieuwe parallelle benadering voor het algoritme uitgewerkt
waarmee de student onmiddellijk aan de slag kan. Deze maakt gebruik van een MapReduce benadering
en dient te worden geïmplementeerd in Hadoop. Doordat data in het Hadoop framework kan worden
weggeschreven naar lokale harde schijf kunnen de geheugenbeperkingen worden aangepakt.
Het algoritme dient uitvoerig getest te worden om na te gaan wat de mogelijkheden/beperkingen zijn van
de nieuwe parallelle benadering. Een vergelijking met bestaande, niet-exhaustieve software kan
eveneens interessant zijn om mogelijke tekortkomingen van deze benaderingen bloot te leggen.
Afhankelijk van de vorderingen en interesses van de student, kan er nog onderzocht worden in hoeverre
meer complexe patronen kunnen gedetecteerd worden, zoals patronen die bestaan uit een combinatie
van deelmotieven of patronen die opgebouwd zijn uit een meer flexibel, gedegenereerd alfabet.
Kennis van Java is aanbevolen. Het programmeerwerk dient in principe thuis te gebeuren.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9908: Genen in een sociaal netwerk: het gebruik van netwerkgebaseerde similariteitsmaten
voor de identificatie van functioneel gelijkaardige genen
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Jan Fostier, Kathleen Marchal
Lieven Verbeke
Jan Fostier
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1
1
2013-2014
Probleemstelling:
Genen bepalen het functioneren van de cellen waaruit elk organisme is opgebouwd. Ze bevatten erfelijke
informatie die gebruikt wordt als blauwdruk bij de synthese van proteïnes. De werking en activiteit van
een gen wordt sterk beïnvloed door de activiteit van talloze andere genen. Deze interacties kunnen
gemodelleerd worden doormiddel van een graaf. Hierbij stelt elke knoop een gen voor, en elke verbinding
een positieve of negatieve beïnvloeding van een gen door een ander gen. Genen die betrokken zijn in
dezelfde biologische processen zullen in een dergelijke graaf dikwijls met elkaar verbonden zijn,
eventueel via intermediaire knopen. De basisveronderstelling van deze studie is dan ook dat een maat
voor de connectiviteit tussen twee genen ook een maat is voor de overeenkomst tussen de biologische
functies van deze twee genen. Dergelijke maten voor connectiviteit of similariteit vinden we typisch terug
bij sociale netwerken en aanbevelingssystemen die bijvoorbeeld nieuwe contacten of voor de gebruiker
interessante items oplijsten.
Doelstelling:
Het doel van deze scriptie is drieledig:
(1) Het implementeren van een aantal in de literatuur beschreven netwerkgebaseerde
similariteitsmaten in java, c++ of matlab. Hierbij wordt bijzondere aandacht besteed aan
schaalbaarheid en performantie van de implementatie.
(2) Het toepassen en verfijnen van de geïmplementeerde similariteitsmaten op publiek beschikbare
data.
(3) Het statistisch evalueren van de bekomen resultaten, waarbij gebruik gemaakt wordt van publiek
beschikbare databanken van bekende gen-functies.
Na afwerking van het onderzoek moet het mogelijk zijn om een uitspraak te doen over de toepasbaarheid
en eventuele complementariteit van de geteste similariteitsmaten.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9901: GPU-gebaseerde string matching voor biologische toepassingen
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Jan Fostier, Bart Dhoedt
Dries Decap
Jan Fostier
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1
1
2013-2014
Probleemstelling:
Het menselijk genoom (DNA) kan beschouwd worden als een lange sequentie van ongeveer 3 miljard
karakters uit een vierletterig alfabet A, C, G en T. Tussen verschillende individuen onderling zijn er kleine
verschillen in het DNA die ons uiterlijk bepalen (grootte, kleur van ogen, etc.) maar eveneens aanleiding
kunnen zijn voor genetische ziektes. Met de huidige technologie voor het bepalen van de DNA sequentie
kunnen een groot aantal, kleine stukjes DNA van ongeveer 100 karakters lang (zogenaamde ‘reads’), uit
het DNA verkregen worden. Hierbij gaat echter de positionele informatie verloren. Wanneer er een
referentie genoom beschikbaar is (van een ander individu), is het mogelijk om deze reads te aligneren
met deze referentie en aldus de verschillen op te sporen. Het probleem vertaalt zich dus in een string
matching algoritme waarbij fouten (mismatches) moeten kunnen worden toegelaten. Hiervoor bestaan
gespecialiseerde algoritmes. Desondanks kunnen bij grote datasets de rekentijden zeer hoog oplopen bij
gebruik van een sequentieel algoritme.
Doelstelling:
Om het aligneren van de reads (‘read mapping’) snel uit te voeren zal gebruik gemaakt worden van de
Burrows-Wheeler transformatie of BWT. De BWT is een permutatie van de originele string die toelaat op
een zeer efficiënte wijze deze string te doorzoeken. Het doel van deze thesis is om de BWT gebaseerde
methode te implementeren zodat deze van een Graphics Processing Unit (‘GPU’) gebruik kan maken.
Een GPU bevat een groot aantal parallelle functionele units (stream processoren) die toelaten meerdere
reads gelijktijdig te aligneren. Op die manier een grote reductie in rekentijd verkregen worden. Een
moeilijkheid is hierbij dat het algoritme het geheugen op een niet geordende manier aanspreekt, wat
nadelig is voor de performantie. Er kan worden vertrokken van een bestaande, sequentiële
implementatie.
De kennis van C is sterk aanbevolen. Interesse in GPU architectuur is aanbevolen.
Locatie:
Zuiderpoort
9683: Green ICT en het rebound-effect: bespaart of verhoogt de uitrol van ICT het
energieverbruik?
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Mario Pickavet, Bart Lannoo
Ward Van Heddeghem
Ward Van Heddeghem
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1
1
2013-2014
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 telewerken, teleconferencing, etc.
Een aspect dat echter weinig onderzocht is, is in hoeverre zulke ICT oplossingen en de toenemende
(energie of andere) efficiëntie daarvan deels leiden tot een toename ipv reductie van een bepaalde
metriek zoals energieverbruik of CO2-footprint. Het is immers goed mogelijk dat de brede toepassing van
bijvoorbeeld videoconferenties leidt tot een toename van langeafstandssamenwerking, met als gevolg net
meer vluchten in plaats van de gangbaar veronderstelde afname daarvan. Dit effect is gekend als het
rebound effect.
Doelstelling:
Het doel van deze scriptie is te onderzoeken in hoeverre de toenemende rol van van steeds
efficiëntere ICT netwerken en bijhorende toestellen van eindgebruikers leidt tot een netto toename van
energieverbruik of CO2 uitstoot. Deze scriptie zal bestaan uit een grondige literatuurstudie en een
technische component.
In eerste instantie is het de bedoeling om een lijst van indirecte eerste en tweede-orde effecten op te
stellen aan de hand van een aantal cases en andere literatuur bronnen. Deze effecten kunnen dan
gecategoriseerd worden en het onderlinge verband (afzwakkend of net versterkend) moet bepaald
worden. Door middel van bronnen in de literatuur of enquêtes kan, waar mogelijk, een inschatting
gemaakt worden van kwantitatieve impact van elk deeleffect.
In een tweede luik moet een analytisch model gemaakt worden dat de onderlinge verbanden
doorrekent, welke dan in software geïmplementeerd wordt (in bijv. Excel, Java, of andere
programmeertaal). Het eindresultaat zou een inschatting moeten kunnen geven over de grootteorde
van eventueel rebound effecten op energie en/of CO2 impact van de toename van
communicatienetwerken.
Locatie:
Zuiderpoort
9853: Identificatie van nieuwe kankergenen voor neuroblastoomonderzoek met machine
learning
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Tom Dhaene, Yvan Saeys
Joeri Ruyssinck, Katleen De Preter
Joeri Ruyssinck
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
1
2013-2014
Probleemstelling:
In het UZ Gent wordt momenteel fundamenteel onderzoek gedaan naar de onderliggende moleculaire
mechanismen van neuroblastoom, een type kanker dat voornamelijk bij kinderen voorkomt en de cellen
van het zenuwstelsel aantast.
Neuroblastoom is een vrij heterogene ziekte met zowel patiënten bij wie een volledige genezing verwacht
wordt alsook hoogrisicopatiënten, die vaak sterven aan de ziekte. Momenteel zijn reeds enkele genen
geïdentificeerd die een bepalende rol spelen in het ontstaan en verdere verloop van deze ziekte.
Met de huidige vooruitgang in de biotechnologie is het mogelijk om op grote schaal verschillende types
moleculaire data te verzamelen afkomstig van deze patiënten. Zo hoopt men een beter beeld te krijgen
van de onderliggende mechanismen die leiden tot neuroblastoom. Om deze data maximaal te analyseren
zijn automatische technieken zoals machine learning een uitermate geschikte keuze om patronen in deze
data te vinden die tot nieuwe biologische hypothesen kunnen leiden.
Doelstelling:
In dit project zal de student op zoek gaan naar machine-learning-technieken die gebruikt kunnen worden
om - op basis van een beperkte verzameling gekende kankergenen- uit een grote verzameling
onbekende genen potentieel gerelateerde nieuwe kankergenen te vinden. Hierbij zullen verschillende
types van semi-gesuperviseerd leren bekeken worden (o.a. one-class classifiers en modellen gebaseerd
op positive and unlabeled data).
In een tweede fase van het project zal bekeken worden welke representatie het best geschikt is om deze
modellen te trainen. In eerste instantie zal vertrokken worden vanuit de klassieke, vectorgebaseerde
voorstelling van data samples als features, terwijl vervolgens ook meer gestructureerde voorstellingen
zoals grafen zullen geëxploreerd worden.
Kennis van bio-informatica, biologie en machine learning is niet vereist, een interesse in deze materie
wel.
Dit onderzoek biedt reële mogelijkheden naar een wetenschappelijke publicatie toe en naar verder
doctoraatsonderzoek.
Locatie:
Zuiderpoort
9925: Identificeren en voorspellen van het gedrag van autonome HTTP Adaptive Streaming
clients
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Filip De Turck, Steven Latré
Maxim Claeys
Maxim Claeys
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
2
2013-2014
Probleemstelling:
Het streamen van video over het Internet heeft de laatste jaren enkele significante veranderingen
ondergaan. De recente groei in populariteit van Over The Top (OTT) diensten zoals YouTube en De
Redactie/Sporza zorgden voor de overgang naar HTTP-gebaseerde streaming protocollen. Bij HTTP
Adaptive Streaming (HAS) , de nieuwste evolutie in HTTP-gebaseerde streaming, wordt de kwaliteit van
de gedownloade video aangepast volgens de huidige omstandigheden (zoals throughput van het
netwerk, prestaties van de client machine, …) om zo de videokwaliteit voor de gebruiker te
maximaliseren. Momenteel ondersteunen verschillende technologieën HAS, zoals bijvoorbeeld Microsoft
Smooth Streaming, Apple HTTP Live Streaming en Dynamic Adaptive Streaming over HTTP. De
belangrijkste intelligentie van HAS zit bij de client: hij is verantwoordelijk voor het bepalen van de kwaliteit
die zal gedownload worden. Hoe deze HAS client algoritmes precies werken wordt echter geheim
gehouden voor de concurrentie. Dit bemoeilijkt het beheer van dergelijke videodiensten voor netwerk- en
dienstaanbieders, doordat telkens andere eigenschappen zijn verbonden aan de protocollen (segment
grootte, manier van kwaliteitsadaptatie, …). Daarnaast bieden enkele van deze protocollen ook nog
mobiele versies aan waarbij natuurlijk andere vereisten zoals resolutie en bandbreedte gelden. Elk van
deze protocollen reageert daarenboven anders op netwerkwijzigingen, waardoor ook de gevolgen van
beheersoperaties niet nauwkeurig kunnen worden ingeschat.
Doelstelling:
Het doel van deze thesis bestaat uit twee luiken. Enerzijds het identificeren en classificeren van de
diverse HAS protocollen door het inspecteren van hun gedrag zoals bijvoorbeeld wordt gedaan bij het
identificeren van abnormaal gedrag in netwerken. Hiervoor kan gebruik gemaakt worden van machine
learning technieken. Het tweede deel van deze thesis bestaat erin om, eens het gebruikte protocol werd
vastgesteld, het gedrag van een dergelijke client op wijzigingen in het netwerk (bvb. grotere delay, lagere
throughput, ...) te voorspellen. Ook hiervoor kan gebruik gemaakt worden van technieken uit machine
learning. Deze voorspellingen stellen de netwerk provider ertoe in staat om specifieke
configuratiewijzigingen (bv. het beperken of shapen van netwerkverkeer) uit te voeren in functie van het
gebruikte protocol (bv. Apple Live Streaming, Microsoft Smooth Streaming). De ingesloten figuur geeft
een mogelijke architectuur weer voor de intelligente proxy. Daarbij zal de “Heuristic Identification” op
basis van de verzoeken van gebruikers de specifieke client heuristiek proberen te identificeren. Deze
kennis kan dan worden gebruikt door “Heuristic Behavior Prediction” om de gevolgen van
netwerkwijzigingen te voorspellen. De “Network Management“ component kan gebruik maken van deze
voorspellingen om bepaalde configuraties te valideren. Een voorbeeld hiervan is bijvoorbeeld om – bij
een Apple Live Streaming – het versturen van de data te vertragen om een gewijzigde beslissing in
kwaliteitskeuze uit te lokken. Dit kan pas bewerkstelligd worden als (i) de proxy weet welk type client de
video opvraagt en (ii) hoe die client op dergelijke veranderingen zal reageren.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
Opmerkingen:
Indien gewenst kan deze thesis gecombineerd worden met een stage bij Alcatel-Lucent (niet verplicht).
9642: Impact van mobiliteit op de communicatie in draadloze sensornetwerken a.d.h.v.
roomba robots
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Ingrid Moerman
Evy Troubleyn, Peter Ruckebusch, Pieter Becue
Evy Troubleyn
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
1
2013-2014
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 bv. 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 bv. informatie over de bloeddruk.
Zorgbehoevenden hoeven natuurlijk geen volledige dag op dezelfde plaats te verblijven. Ze kunnen
bijvoorbeeld boodschappen doen of op familiebezoek gaan. Mobiliteit zal dus een belangrijke rol spelen.
Doelstelling:
In deze thesis is het de bedoeling om na te gaan wat het effect van mobiliteit op het geleverde Quality-ofService niveau is. Verder zal onderzocht worden op welke manieren het Quality-of-Service niveau
verbeterd kan worden.
Naar gelang de voorkeur van de student kan er vertrokken worden van een aantal beschikbare
netwerkprotocollen die kunnen aangepast worden om aan de Quality-of-Service vereisten te voldoen, of
de student kan volledig nieuwe netwerkprotocollen ontwikkelen.
Voor deze thesis zal er een experimentele evaluatie gebeuren op het iMinds draadloos sensornetwerk
testbed (zie http://www.iminds.be/en/develop-test/ilab-t/wireless-lab) dat beschikt over roomba robots om
het effect van mobiliteit te onderzoeken.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9679: Implementatie en evaluatie van de Recursieve Internet Architectuur (RINA)
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Didier Colle, Mario Pickavet
Dimitri Staessens, Sander Vrijders
Dimitri Staessens
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
2
2013-2014
Probleemstelling:
Door de explosieve groei van het internet kwamen er een heleboel tekortkomingen van de huidige
TCP/IP architectuur aan het licht. Echte oplossingen voor deze tekortkomingen bleven uit en de
problemen werden meestal omzeild met incrementele “patches”. De “Recursive InterNet Architecture”
(RINA) is een nieuwe netwerkarchitectuur die niet verder bouwt op TCP/IP. RINA beschouwt een netwerk
als louter InterProces Communicatie en stelt een hiërarchie van recursieve lagen voorop die gelijkaardig
zijn van functionaliteit (transport, foutcontrole, authenticatie,…) maar verschillen in bereik. Een laag in
RINA (een DIF (Distributed IPC Facility)) groepeert communicerende applicatieprocessen die via een
bepaalde policy kunnen geconfigureerd worden. De RINA architectuur heeft als eigenschap dat
multihoming, QoS, verhoogde veiligheid, … inherent zijn aan de architectuur, zodat hiervoor geen
specifieke oplossingen meer ontwikkeld hoeven te worden.
Is
the
Internet
an
unfinished
demo?
Meet
http://pouzin.pnanetworks.com/images/Is_the_Internet_an_unfinished_demo_-_Meet_RINA.pdf
RINA!
Doelstelling:
Binnen IBCN wordt reeds gewerkt aan een RINA prototype over Ethernet (IEEE 802.1(Q)) op het Linux
platform (Debian). Het doel van deze thesis is om deze implementatie uit te breiden naar een andere
datalink-technologie, zoals bv. WLAN (802.11) of een hardware platform (NetFPGA). Na ontwerp en
implementatie zal de student experimenten uitvoeren, en een vergelijkende studie maken met andere
technologieën. Voor het WLAN platform zal vooral het aspect mobiliteit hierbij aan bod komen, voor het
hardware platform de performantie van RINA voor applicaties die strengere eisen stellen aan het netwerk,
zoals video streaming (bandbreedte) of gaming (latency).
Locatie:
Zuiderpoort
9921: Implementatie en evaluatie van een mobiele videospeler voor adaptieve videodiensten
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Filip De Turck, Jeroen Famaey
Steven Latré
Jeroen Famaey
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
3
2013-2014
Probleemstelling:
Het sterk toegenomen gebruik van krachtige mobiele toestellen zoals smartphones en tablets enerzijds
en mobiele internetoplossingen anderzijds ligt aan de basis van heel wat nieuwe online
multimediadiensten voor mobiele gebruikers. Populaire diensten zoals YouTube, Netflix en Yelo maken
gebruik van videostreaming om de beelden te verspreiden naar mobiele eindgebruikers. Hierdoor kan de
gebruiker reeds tijdens het downloaden de video beginnen bekijken, maar kunnen er zich eveneens
storende onderbrekingen voordoen als gevolg van bandbreedtefluctuaties. Om dit probleem op te lossen
werden recent een aantal adaptieve videospelers ontwikkeld, die automatisch de aangevraagde kwaliteit
aanpassen aan de beschikbare bandbreedte. De op dit moment beschikbare adaptieve videospelers
maken gebruik van verschillende gesloten protocollen, zoals Microsoft Smooth Streaming, Apple HTTP
Live Streaming en Adobe Flash Dynamic Streaming. Doordat deze protocollen en bijhorende
videospelers vaak gebonden zijn aan bepaalde types of merken van mobiele toestellen, moeten de
ontwikkelaars van mobiele multimediadiensten al deze protocollen ondersteunen indien ze hun volledige
doelpubliek willen bereiken. Dit zorgt voor een sterke stijging van de kosten voor het ontwikkelen en
onderhouden van zulke diensten.
Doelstelling:
Om het probleem van de verregaande divergentie van protocollen voor adaptieve videostreaming aan te
pakken, heeft de Moving Picture Experts Group (MPEG) een gestandaardiseerd protocol voorgesteld
onder de naam Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH). De DASH specificatie werd reeds
geïmplementeerd als plug-in voor de desktopversie van de populaire opensource VLC videospeler.
Binnen de vakgroep werd deze plug-in overgezet naar de VLC implementatie voor het mobiele Android
besturingssysteem. Het doel van deze scriptie is om deze initiële implementatie verder uit te breiden en
te optimaliseren. Hierbij kan gekozen worden uit een drietal richtingen; (1) het optimaliseren van het
kwaliteitsbeslissingsalgoritme (bv specifiek rekening houden met mobiele toestellen), (2) het verder
uitwerken en optimaliseren van de DASH specificatie, en (3) het overzetten naar nieuwe platformen,
zoals iOS.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
Opmerkingen:
Indien gewenst kan deze thesis gecombineerd worden met een stage bij Alcatel-Lucent Belgie of TNO
Nederland (niet verplicht).
9924: Implementatie en evaluatie van een tiled adaptive streaming videospeler voor
ultrahoge-resolutie films
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
Filip De Turck, Jeroen Famaey
Steven Latré
Jeroen Famaey
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
2
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Ultra-High Definition TV (UHDTV) betreft videoformaten met een resolutie aanzienlijk hoger dan huidge
HDTV standaarden. Voorbeelden hiervan zijn het 4k formaat dat gebruikt wordt in bioscopen en het 8k
formaat van het Japanse NHK. De distributie van video met dergelijke resoluties ging traditioneel met
apart ingerichte en beheerde optische netwerken. Recent zijn er echter aan aantal
videodistributiemechanismen ontwikkeld, waarmee UHDTV ook over bestaande breedbandverbindingen
te leveren is. Omdat de schermen van de huidige generatie TVs, tablets en smartphones nog niet in staat
zijn om het UHDTV formaat weer te geven, is het van belang dat ook specifieke gebieden van
videobeelden kunnen worden verstuurd. Het concept van tiled streaming maakt dit mogelijk: bij deze
techniek worden videobeelden spatiaal opgedeeld in een aantal tiles. Deze tiles, of combinaties daarvan,
kunnen afzonderlijk verstuurd worden. Daarbovenop kunnen de tiles in meerdere resoluties beschikbaar
gesteld worden, zodat de videospeler de kwaliteit dynamisch kan aanpassen aan de beschikbare
bandbreedte en de mogelijkheden van het toestel. Hierdoor kan de gebruiker zich bewegen door het
beeld door bv in te zoomen, te pannen, enz
Doelstelling:
Het doel van deze scriptie is een bestaande tiled videospeler voor het bekijken van UHD beelden te
optimaliseren en uit te breiden. Hierbij zal moeten worden gewerkt in twee dimensies; (1) beslissen welke
spatiale tiles zullen worden aangevraagd en (2) in welke resolutie dit zal gebeuren. Daarbovenop kan de
gebruiker verscheidene acties ondernemen waar rekening mee zal moeten worden gehouden, zoals het
bewegen doorheen het beeld en in- of uitzoomen. Hierbij kan vertrokken worden van een bestaand
prototype: dit is geschreven in Python en wordt schematisch weergegeven in bijhorende figuur. Het laat
gebruikers reeds toe om doorheen het beeld te navigeren en ondersteunt het aanvragen van
afzonderlijke tiles over het netwerk en het terug samenstellen ervan. Het onderliggende algoritme dat
beslist over de aan te vragen kwaliteit van de tiles ondersteunt momenteel basisoperaties (bv zoomen,
pannen) maar kan uitgebreid worden naar meer realistische operaties (gecombineerde operaties). De
logica van dit algoritme optimaliseren is dan ook de concrete doelstelling van deze scriptie.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
Opmerkingen:
Indien gewenst kan deze thesis gecombineerd worden met een stage bij Alcatel-Lucent Belgie of TNO
Nederland (niet verplicht).
9738: Informatie-integratie voor intelligent stedelijk transportbeheer
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Filip De Turck, Bruno Volckaert
Stijn Verstichel, Femke Ongenae, Femke De Backere
Stijn Verstichel
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
Aantal studenten:
Aantal
2
masterproeven:
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Het openbaar vervoer wordt vandaag steeds meer geconfronteerd met stijgend gebruik, hogere eisen en
soms problematische overbelasting, o.a. als gevolg van de alsmaar groter wordende bevolkingsdichtheid
in onze steden. Aangezien het niet altijd haalbaar is om op korte en middellange termijn nieuwe, grote
infrastructuurprojecten op te starten, bijvoorbeeld uit budgettaire overwegingen, moet er op een andere
manier gezocht worden naar mogelijke oplossingen om te vermijden dan onze transportnetwerken in de
toekomst volledig falen.
Een belangrijke component in dit verhaal is het beter gebruik maken van de bestaande infrastructuur en
informatie. Echter, bestaande informatiesystemen zijn dikwijls geïsoleerde entiteiten. Er bestaan
momenteel weinig mogelijkheden om de bestaande informatie met elkaar op een intelligente manier te
combineren. Dergelijke integratie faciliteert het uitgangspunt om tot een optimalisatie te komen van het
gebruik van de bestaande infrastructuur.
Ontologieen modelleren een bepaald domein in een graafstructuur. De entiteiten in de ontologie en hun
onderlinge relaties en randvoorwaarden binnen dit domein kunnen op die manier gemodelleerd worden.
Ze zijn tevens een uitstekende technologie om te gebruiken voor informatie-integratieproblemen.
Doelstelling:
De doelstelling van deze thesis is enerzijds om een informatie- en integratiemodel op te stellen voor het
stedelijk transportdomein en hieraan verbonden de koppeling met bestaande digitale databronnen, ICT
systemen en datastromen (al dan niet via emulatie en drivers). Ook zullen deze modellen en data
gebruikt worden om anderzijds een veilig, schaalbaar, service-oriented ICT raamwerk te maken voor de
integratie en voorstelling van stedelijk transport-gerelateerde data via het “linked data” principe voor het
Semantisch Web. Linked data is een methodologie om gestructureerde informatie te publiceren zodat het
onderling gecombineerd kan worden en dus ook bruibaarder wordt. Dit kan een geïntegreerde visualisatie
zijn voor de eindgebruikers maar ook tevens naar de operatoren om op die manier kort op de bal te
kunnen spelen door het potentieel inzetten van bijkomend materieel, wijziging van dienstroosters, etc.
Een laatste aspect van deze thesis gaat dieper in op het autonome aspect van het uitgewerkte platform.
Meer specifiek zal er gebruik gemaakt worden van intelligente redeneertechnieken om de beschikbare
data te combineren en te analyseren. Op deze manier kan een meer kwalitatieve en betrouwbare
dienstverlening bereikt worden voor zowel de gebruikers als de vervoersbedrijven.
Een concreet voorbeeld kan het reageren op een file zijn. In eerste instantie zou kunnen beredeneerd
worden om de timing van de verkeerslichten aan te passen om zo een groene golf te creëren in een
poging om de file op te lossen. Enkele momenten later wordt via het ICT systeem van het ziekenhuis een
ongeval gemeld op dezelfde locatie, waardoor we beter de weggebruikers kunnen adviseren om de buurt
te vermijden en de verkeerslichten opnieuw aan te passen in functie van de locatie van de ambulance.
Locatie:
Zuiderpoort
9805: Inschatten van verkoopcijfers aan de hand van Flickr
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Bart Dhoedt
Steven Van Canneyt
Steven Van Canneyt
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1
Aantal masterproeven: 1
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Dagelijkse verkoopcijfers zijn erg bruikbaar om de impact van advertentie campagnes en veranderingen
in beleid te meten en te optimaliseren. Als men daarenboven weet door welke gebeurtenissen de
verkoopcijfers van gelijkaardige bedrijven en organisaties stijgt, kunnen doelbewuste beslissingen
gemaakt worden om de eigen verkoopcijfers te laten toenemen. Echter zijn verkoopcijfers vaak niet
dagelijks beschikbaar, zeker niet van andere bedrijven.
Aan de andere kant bevat de sociale media heel veel informatie die producten en bedrijven omschrijven.
In het bijzonder bevat de sociale media website Flickr veel foto’s van producten zoals van de nieuwste
smartphones en van de populairste online games. Deze foto’s, samen met de bijhorende omschrijving,
zal in deze thesis gebruikt worden om de verkoopcijfers van verschillende producten zo goed mogelijk in
te schatten.
Doelstelling:
In de eerste instantie zullen bekende verkoopcijfers van producten worden verzameld. Voorbeelden zijn
de Amazon Sales Rank die de verkoopcijfers van boeken aangeeft, en de verkoopcijfers van computeren playstation games verkrijgbaar via VGchartz.com. Daarnaast zullen Flickr foto’s van de verzamelde
producten, samen met hun metadata (omschrijving, tags, titel, reacties, tijdstip…), worden gecrawld via
de publieke API.
Aan de hand van deze informatie zal achterhaald worden welke metadata van de foto’s de verkoopcijfers
van producten zo goed mogelijk inschatten. Zo kan bijvoorbeeld rekening gehouden worden met hoeveel
foto’s van een bepaald product worden geupload naar Flickr, hoeveel reacties de foto’s krijgen enz. Deze
analyse zal vervolgens gebruikt worden om een systeem op te stellen die de verkoopcijfers van
producten zo nauwkeurig mogelijk inschat. Indien mogelijk wordt ingegaan op evalueren van een
dergelijk systeem op een grote schaal, zowel in aantal Flickr foto’s die gebruikt worden (in termen van
miljoenen) als het aantal producten
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
10359: Intelligente dataverwerking en -management in cloud omgevingen
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Filip De Turck, Tim Wauters
Thomas Vanhove, Philip Leroux
Philip Leroux
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 2
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Dataverwerking en –management worden elke dag uitdagender door de opkomst en groei van
grootschalige applicaties, zoals de sociale netwerksites Netlog en Facebook. Deze applicaties hebben
vaak ook te maken met verschillende soorten data. Zo is er aan de ene kant een dynamische ‘stream’
van statusupdates, ‘comments’, etc. en aan de andere kant de meer statische data met profielinformatie.
Daarnaast bestaat er ook vaak de nood om data op een intelligente manier op te slaan zodoende er
analyses op te kunnen uitvoeren.
Deze data dient dus op verschillende manieren verwerkt en opgeslagen te worden, maar door de
overvloed aan technologieën en het gebrek aan standaarden is het niet duidelijk welke technologie het
efficiëntst omgaat met de verschillende soorten data en hoe deze technologieën eventueel kunnen
samenwerken.
Doelstelling:
Deze scriptie streeft naar de ontwikkeling van een schaalbaar platform voor het ophalen, verwerken en
opslaan van grote hoeveelheden data van verschillende sociale netwerksites in het kader van het AMiCAproject. Deze data omvat profielinformatie, platforminteracties, tekstuele berichten en multimediale
bestanden. Afhankelijk van het scenario zullen verschillende workflows met (bestaande)
softwarecomponenten aangesproken moeten worden om de datastroom efficiënt te verwerken en
relevante informatie op te slaan. De student zal hier nagaan welke schaalbare technologieën bruikbaar
zijn en experimenten uitvoeren op dit systeem, waarbij gebruik kan gemaakt worden van relevante
beschikbare data.
Het doel van het AMiCA project is om een platform voor automatische detectie van onaangepast gedrag
op sociale netwerksites te ontwikkelen, dat gebruik maakt van tekst- en beeldanalyse.
Locatie:
Zuiderpoort
9754: Intelligente diensten voor de preventie, de risico-evaluatie en detectie van
valincidenten
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Filip De Turck, Stijn Verstichel
Femke De Backere, Femke Ongenae
Femke De Backere
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
2
2013-2014
Probleemstelling:
Valincidenten zijn voor ouderen vaak sterk levensveranderend. Ze kunnen leiden tot een vermindering of
zelfs verlies van autonomie. Meer dan de helft van de ouderen in een verpleegtehuis en ongeveer een
derde van de ouderen thuis valt eenmaal per jaar. Laattijdige hulp kan aanleiding geven tot verdere
complicaties zoals dehydratie, drukwonden en zelfs de dood. Hoewel niet alle valincidenten leiden tot
fysische verwondingen, zijn de psychologische gevolgen even belangrijk, namelijk de angst om nog eens
te vallen, verlies van zelfvertrouwen en de vrees om de eigen onafhankelijkheid te verliezen. Deze grote
impact zorgt ervoor dat zowel valpreventie als -detectie noodzakelijk is. Huidige valdetectiesystemen
genereren echter nog vaak valse alarmen - bijvoorbeeld bewegingssensoren - of registreren enkel vallen
op een zeer beperkte oppervlakte van de woning - bijvoorbeeld valmatten naast het bad. Bij een vals
alarm wordt steeds een heel team aan zorgverleners onnodig gemobiliseerd. Om tot een betrouwbaarder
systeem te komen is er dus nood aan een platform van diensten die de waarnemingen van verschillende
sensoren combineren, bijvoorbeeld bewegingsdetectie, videobeelden, gebruik van domotica,
geluidsopnames en valdetectiesystemen, om zo het risico op vallen correct in te schatten.
Doelstelling:
Het doel van deze thesis is de ontwikkeling van een platform dat toelaat om automatisch data over de
toestand van een patiënt te verzamelen uit beschikbare, al dan niet bestaande, services en deze
informatie te interpreteren aan de hand van een model dat de verbanden tussen deze data duidelijk
maakt. Het platform kan dan enerzijds een overzicht geven aan betrokken hulpverleners over de toestand
van de patiënt. Anderzijds kunnen hulpverleners ingelicht worden als bepaalde situaties zich voordoen.
Op deze manier kan het risico op vallen tijdig ingeschat worden. Door de combinatie van sensoren, zoals
bijvoorbeeld bewegingsdetectie, videobeelden, geluidsopnames en valdetectiesystemen kan een val ook
met een hogere betrouwbaarheid gedetecteerd worden. Daarnaast is het ook mogelijk om het
zorgnetwerk van de oudere meer gericht in te schakelen afhankelijk van de situatie. Zo kan bijvoorbeeld
de buurvrouw op de hoogte gebracht worden wanneer een val wordt gedetecteerd met lage
betrouwbaarheid. Zij kan dan een eerste inschatting van de situatie doen alvorens het volledige zorgteam
gemobiliseerd wordt.
Daarnaast zullen de mogelijkheden van het ontwikkelde platform gedemonstreerd worden aan de hand
van een proof of concept. De ontwikkeling laat toe om het volledige resultaat van de thesis te toetsen aan
enkele niet-functionele vereisten zoals schaalbaarheid en responstijd.
Dit onderwerp biedt de student de mogelijkheid om kennis op te doen rond het modelleren en
interpreteren van informatie (rule engines en context modellering) en cloud computing binnen een
uitdagende en sociaal relevante use case.
Locatie:
Zuiderpoort
9740: Intelligente foutdetectie en -diagnose voor complexe systemen
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Filip De Turck, Bruno Volckaert
Stijn Verstichel, Femke Ongenae, Femke De Backere
Stijn Verstichel
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
1
2013-2014
Probleemstelling:
Complexe operationele systemen, zoals bv. treinen, worden logischerwijze opgebouwd uit verschillende
deelsystemen. Traditionele foutdetectie en -diagnose (FDD) applicaties voor dergelijke systemen
gebruiken dikwijls een hiërarchisch model om conclusies te trekken over de toestand van de trein. Zo zal
bv. de conclusie van een diagnosesysteem dat de toestand van de volledige trein kent traditioneel een
hogere zekerheid van correctheid hebben dan de conclusie getrokken door een diagnosesysteem dat
enkel de toestand van een enkele wagon kent.
Een mogelijk technologie voor het modelleren van complexe operationele systemen zijn ontologieën.
Deze technologie laat toe om een bepaald domein te beschrijven d.m.v. van entiteiten (bv. locomotief of
tractiemotor) en de relaties ertussen (bv. heeft_motor). Aangezien situaties en beperkingen vastgelegd
kunnen worden in deze ontologie (bv. een locomotief heeft minstens 2 tractiemotoren), kan generieke
software gebruikt worden 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 beïnvloed
door de beslissingen op het onderliggende niveau. Dit heeft als gevolg dat conclusies uit onderliggende
lagen kunnen geannuleerd worden door een bovenliggende laag in de hiërarchie. 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. Ook wordt de innovatieve ontwikkeling van
intelligente FDD voor de individuele deelsystemen beperkt omwille van hun statische afhankelijkheid van
en de samenwerking met de bovenliggende deelsystemen. Daarom willen we overschakelen naar een
dynamische samenwerking, waarbij de hiërarchie op een automatische manier wordt opgesteld volgens
de noden van elk subsysteem.
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 deur. 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. 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 of thuis
9680: Intelligente routering ter ondersteuning van cloud services
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Didier Colle, Mario Pickavet
Wouter Tavernier, Seyedeh Sahel Sahhaf
Wouter Tavernier
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1
1
2013-2014
Probleemstelling:
Dankzij het gigantische aanbod aan cloud services zijn we steeds minder afhankelijk van de fysische
beperkingen van onze pc’s, smartphones of tablets. Onze documenten kunnen we kwijt op Dropbox,
foto’s delen we via Flickr, muziek luisteren we op Spotify, en onze rekenvraagstukken laten we uitvoeren
op een cluster van Amazon EC, Google of Microsoft Azure. De voordelen hiervan lijken onbegrensd.
Waar we ook zijn, de infrastructuur van de aanbieder van de betrokken dienst zorgt er steeds voor dat we
optimaal gebruik kunnen maken van hun lokaal-aanwezige infrastructuur. Achter de schermen worden
hiervoor kopies gemaakt van onze data, worden virtuele machines verhuisd, of worden verbindingen
opgezet naar onze steeds-wijzigende locatie. Deze recente evoluties leggen een zware hypotheek op de
controlestructuur van ons internet: onze routeertabellen en DNS-tabellen worden steeds groter, en
moeten steeds opnieuw aangepast worden wanneer gebruikers en/of services van locatie veranderen
(koppeling tussen gebruiker en IP-adres). Verschillende studies tonen aan dat deze evolutie niet kan
verder gaan zonder dat de kwaliteit van ons netwerk erop achteruit gaat. Structurele oplossingen zijn
hiervoor noodzakelijk. Een nieuw, vooruitstrevend routeermechanisme steunt op het idee van
geometrische routering. Hierin krijgt iedere node een coördinaat, en worden pakketten doorgestuurd naar
de verbonden router die geometrisch het dichtst (vandaar ook de term greedy routing) ligt bij de
bestemming van het behandelde pakket. Het doorsturen van pakketten wordt op die manier veel
efficiënter dan bij traditionele IP routers.
Doelstelling:
De doelstelling van de thesis is om bestaande greedy routing-algoritmen te bestuderen, en nieuwe
algoritmen uit te werken die kunnen zorgen voor een zekere balancering (load balancing) van het
netwerkverkeer in grote netwerken. Deel van het probleem bestaat erin om de steeds wijzigende
koppeling tussen de identiteit van een bepaalde gebruiker of toestel en de plaats waar de connectie met
het netwerk wordt gemaakt verder te onderzoeken, en bestaande mechanismen zoals DNS, LISP en HIP
hierbij in overweging te nemen. Het berekenen van de coördinaten van de nodes binnen het netwerk
gebeurt vaak op basis van een boomstructuur. Optimalisatie van deze boomstructuur zodat de routering
zo evenwichtig mogelijk gebeurt, is bijvoorbeeld een open probleem. Naast de studie en het ontwerp van
deze algoritmen, is het ook de bedoeling dat de ontwerpen in realistische netwerken wordt geëvalueerd
door middel van simulatie of emulatie op de virtual wall in het testlab van de onderzoeksgroep.
Locatie:
Zuiderpoort
9704: Intent-based computing: hersengestuurd manipuleren van toestellen in je gezichtsveld
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Bart Dhoedt, Pieter Simoens
Elias De Coninck, Tim Verbelen
Elias De Coninck
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
1
2013-2014
Probleemstelling:
Wasmachines, je koffiezet tot lichtschakelaars: steeds meer toestellen worden verbonden met internet en
kunnen dus van op afstand aangestuurd worden. Om een toestel te bedienen, moet op dit ogenblik
manueel een netwerkverbinding opgezet worden. In deze masterproef wordt een toepassing gebouwd die
uit videobeelden en gemeten hersenactiviteit afleidt met welk object een gebruiker wil te interageren,
zodat automatisch een draadloze verbinding kan opgezet worden zonder expliciete actie van de
gebruiker.
De sensorinformatie wordt aangeleverd door twee gloednieuwe hardware devices in het domein van
wearable mobile computing: een draagbare augmented reality bril (cfr. Google Glass) en een draagbare
monitor voor hersenactiviteit (elektro-encephalogram, kortweg EEG). We gaan er van uit dat een
gebruiker enkel wil interageren met objecten waar hij op dat ogenblik naar kijkt. Dit kan gerealiseerd
worden door objectdetectie op first-person video: dit zijn beelden die geregistreerd worden door een
head-mounted camera op augmented reality brillen. Visuele informatie voldoet evenwel niet voor een
correcte interactie: niet elke keer we naar onze koffiezet kijken willen we ook effectief dat die geactiveerd
wordt. We zullen deze informatie aanvullen met hersenactiviteit, gemeten door een speciale headset.
Doelstelling:
Het doel van deze scriptie is om een systeem te ontwerpen dat mobiele gebruikers toelaat op elk moment
met een IP-geconnecteerd object verbinding te maken en instructies te versturen. Dit systeem bestaat uit
een applicatiecomponent op het mobiele systeem en een cloud-gebaseerd back-end voor objectdetectie
en een databank met mogelijke instructies voor elk object in de omgeving.
De student onderzoekt hoe de verschillende componenten optimaal verdeeld dienen te worden tussen
smartphone en cloud. Na het bepalen van de connectie, dient automatisch een verbinding gemaakt te
worden, waarna de juiste instructieset voor het desbetreffende object wordt geladen.
Het uiteindelijke ontwerp zal in de eerste plaats geëvalueerd worden op parameters die betrekking
hebben op het gebruiksgemak: vertragingstijd, bandbreedtegebruik, batterijverbruik. Verder zal een
studie gebeuren naar de schaalbaarheid van het systeem: er kan immers verwacht worden dat duizenden
objecten mogelijk kandidaat zijn om gemanipuleerd te worden.
Locatie:
Zuiderpoort
9685: Inventarisatie van het ICT-stroomverbruik aan de UGent met het oog op de transitie
naar een duurzamere universiteit
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Mario Pickavet, Bart Lannoo
Ward Van Heddeghem, Sofie Lambert
Ward Van Heddeghem
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1
Aantal masterproeven: 2
AJ:
2013-2014
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 telewerken, teleconferencing, etc.
Gerelateerd hieraan heeft de UGent de voorbije jaren een duidelijk en groeiend engagement
geformuleerd naar een duurzamere universiteit, en dit op verschillende vlakken zoals bijv. via het
energiebeleidsplan (2009) ugent1010 (2010), Transitie UGent (2012). Echter, een belangrijke parameter
om concrete verbetering te meten is een voldoende betrouwbare nulmeting en inventarisie van het
huidige verbruik.
Doelstelling:
Het doel van deze scriptie spitst zich toe op duurzame ICT aan de UGent, en is tweeledig.
In eerste instantie is het de bedoeling om een gedetailleerde schatting te maken van het
electriciteitsverbruik van alle ICT toestellen binnen de gehele universiteit Gent. Deze inschatting moet
ook een duidelijk inzicht geven in de verdeling van dit verbruik over enerzijds de verschillende
toestelcategorieën (b.v. computers, schermen, printers, netwerkapparatuur, servers, ...) en over de
verschillende faculteiten en vakgroepen. Gezien de omvang (in personeel, locaties en gebouwen) van
de UGent zal de student een gepaste methodologie moeten uitwerken om toch een betrouwbare
schatting te kunnen maken van het aantal aanwezige toestellen, type en bijhorend verbruik.
Bijvoorbeeld door middel van een algemene bevraging van de aanwezige toestellen en een
steekproefsgewijze manuele telling en verbruiksmetingen om afwijkingen op de gerapporteerde
waarden te kunnen inschatten.
In een tweede luik is het de bedoeling om op basis van de bekomen resultaten te kijken waar het
grootste potentieel zit om het ICT electriciteitsgebruik aan de UGent te reduceren, en welke
technologie kan worden aangewend om dit te bekomen, b.v. gebruik van cloud applicaties, intelligent
uitschakelen van apparatuur in de daluren, etc. Voor één bepaalde use case zal een technische
oplossing worden voorgesteld, waarvan dan het verwachtte electriciteitsverbruik zal bepaald worden
aan de hand van een realistische simulatie.
Locatie:
Zuiderpoort
9928: Kwaliteitsfeedback voor mobiele HTTP Adaptive Streaming clients
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Filip De Turck, Steven Latré
Maxim Claeys
Maxim Claeys
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
2
2013-2014
Probleemstelling:
Het streamen van video over het Internet heeft de laatste jaren enkele significante veranderingen
ondergaan. De recente groei in populariteit van Over The Top (OTT) diensten zoals YouTube en De
Redactie/Sporza zorgden voor de overgang naar HTTP-gebaseerde streaming protocollen. Bij HTTP
Adaptive Streaming (HAS), de nieuwste evolutie in HTTP-gebaseerde streaming, wordt de kwaliteit van
de gedownloade video aangepast volgens de huidige omstandigheden (zoals throughput van het
netwerk, prestaties van de client machine, …) om zo de videokwaliteit voor de gebruiker te
maximaliseren. Momenteel ondersteunen verschillende technologieën HAS, zoals bijvoorbeeld Microsoft
Smooth Streaming, Apple HTTP Live Streaming en Dynamic Adaptive Streaming over HTTP. De
belangrijkste intelligentie van HAS zit bij de client: hij is verantwoordelijk voor het bepalen van de kwaliteit
die zal gedownload worden. Naast dergelijke deterministische heuristieken kunnen ook zelflerende clients
worden ontwikkeld die gebruikmaken van machine learning technieken zoals reinforcement learning. Op
deze manier kan het gedrag van de client op een flexibele manier worden aangepast aan
netwerkomgevingen die bij de ontwikkeling van de heuristiek niet werden in rekening gebracht. Om de
zelflerende client echter de mogelijkheid te geven zijn gedrag aan te passen op de Quality of Experience
(QoE) te maximaliseren is een quantiatieve kwaliteitsmetriek noodzakelijk.
Doelstelling:
Het doel van deze thesis bestaat uit twee luiken. Enerzijds omvat deze thesis de ontwikkeling van een
algoritme om kennis te abstraheren uit continue feedback van de gebruiker. Uit de kennis van de
uitgevoerde acties (het geleverde gedrag), in combinatie met de feedback van de gebruiker, kan met
behulp van machine learning technieken worden afgeleid wat de invloed is van bepaalde kenmerken in
het gedrag op de perceptie van de gebruiker. Hierbij kan bijvoorbeeld worden gedacht aan de invloed van
kwaliteitsoscillaties en video freezes. Deze informatie kan vervolgens worden aangewend om de
zelflerende client bij te sturen op basis van de voorkeuren van de gebruiker.
Anderzijds zal in deze thesis een mobiele applicatie (iOS of Android-gebaseerd) worden ontwikkeld om
dit algoritme aan te sturen. Bij het bekijken van HAS video kan de gebruiker via deze interface zijn
kwaliteitsperceptie invoeren, op basis waarvan het algoritme de zelflerende client kan aanpassen. Op
deze manier dient de HAS client te convergeren naar een stabiel gedrag waarbij de voorkeuren van de
gebruiker op gebied van videokwaliteit worden gevolgd.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
Opmerkingen:
Indien gewenst kan deze thesis gecombineerd worden met een stage bij Alcatel-Lucent (niet verplicht).
9709: Mobiele Augmented Reality in de Cloud
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Bart Dhoedt, Pieter Simoens
Tim Verbelen
Tim Verbelen
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 2
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Bij Augmented Reality wordt een immersieve ervaring gecreëerd door computergegenereerde beelden
toe te voegen aan de waargenomen omgeving.. Belangrijk hierbij is dat de gebruiker mobiel is en vrij kan
bewegen in deze omgeving. Omdat de geavanceerde algoritmen die nodig zijn voor het tracken van de
camera en/of het herkennen van objecten in de waargenomen omgeving zeer rekenintensief zijn, wordt
het moeilijk om deze uit te voeren op mobiele toestellen van vandaag en morgen. Om dat probleem op te
lossen, kan men gebruik maken van servers in de omgeving of in de cloud, om zo het rekenwerk te
distribueren en alsnog een goede gebruikerservaring te bieden aan de gebruiker.
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
9689: Modelleren en optimaliseren van transactiekosten in open access business modellen
voor telecomnetwerken
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Mario Pickavet, Sofie Verbrugge
Marlies Van der Wee, Abhishek Dixit
Marlies Van der Wee
Master in de ingenieurswetenschappen: bedrijfskundige systeemtechnieken en
operationeel
onderzoek,
Master
in
de
ingenieurswetenschappen:
computerwetenschappen, Master in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Aantal studenten: 1 of 2
Aantal
1
masterproeven:
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
De steeds stijgende vraag naar hogere bandbreedtes voor verbeterde of nieuwe diensten, zorgt voor de
nood om een nieuw vast toegangsnetwerk aan te leggen dat, in tegenstelling tot de huidige coax kabels,
gebaseerd is op versturen van signalen door middel van lichtpulsen over glasvezel. De investeringen
voor de uitrol van deze netwerken zijn echter heel groot, en zullen waarschijnlijk niet (alleen) gedragen
worden door de huidige telecom operatoren (zoals Belgacom en Telenet in Vlaanderen), maar gedeeld
worden onder verschillende spelers, die elk hun eigen verantwoordelijkheid binnen het netwerk opnemen.
Zo wordt er meestal het onderscheid gemaakt tussen de fysieke infrastructuur (de kabels en
wachtbuizen), de actieve apparatuur (routers, switches en modems) en diensten (digitale televisie,
telefonie, enz.). Indien deze rollen niet allemaal door dezelfde telecom operator opgenomen worden,
zullen er, naast de gewone kosten voor uitrol en onderhoud van het netwerk, ook kosten verbonden zijn
die voortvloeien uit de samenwerking tussen de verschillende partijen, transactiekosten genaamd.
Doelstelling:
In deze scriptie is het de bedoeling dat de student de verschillende onderdelen van deze transactiekosten
onderzoekt, modelleert en optimaliseert. Hierbij kan vertrokken worden van een vaak gemaakte
onderverdeling
in
business
gerelateerde,
managementen
procesgerelateerde
en
apparatuurgerelateerde kosten en een kwalitatieve beschrijvingen van transactiekost-economie in de
literatuur.
Er zijn in essentie 2 belangrijke interacties in een telecomnetwerk in een competitieve omgving waar
transactiekosten relevant worden: enerzijds de interactie tussen de fysieke infrastructuur en de actieve
apparatuur en anderzijds tussen de actieve apparatuur en de diensten.
De optimalisatie kan aangepakt worden door verschillende allocatiesleutels te bekijken: schalen de
geïdentificeerde kosten met het aantal klanten, aantal marktspelers, aantal geïnstalleerde apparatuur?
Finaal geeft de thesis een overzicht van de types transactiekosten, en modelleert en optimaliseert deze
voor de specifieke case van een Fiber-to-the-Home uitrol, eventueel toegepast op een concreet
geografisch gebied, zoals de stad Gent
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9934: Network as a Service: introductie van cloudtechnieken in communicatienetwerken
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Filip De Turck, Steven Latré
Jeroen Famaey
Steven Latré
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
3
2013-2014
Probleemstelling:
Huidige communicatienetwerken hebben een erg sterke evolutie meegemaakt sinds hun eerste
introductie meer dan 40 jaar geleden. Initieel werden ze gebruikt om simpele boodschappen te versturen
(bv. statische websites, e-mails). Tegenwoordig wordt het Internet verkeer echter gedomineerd door
diensten met hoge kwaliteitseisen (bv. video-diensten, on-line games, cloud-gebaseerde applicaties,
enz.). In grote lijnen wordt het netwerk echter nog steeds beheerd en geconfigureerd zoals al decennia
het geval is: dezelfde statische protocollen worden gebruikt en de stijgende eisen van nieuwe Internetdiensten worden opgevangen door een over-dimensionering van het netwerk (bv. een factor 4 meer
capaciteit aanbieden dan gevraagd door de dienst). Dit is niet enkel suboptimaal, maar wordt moeilijker
en moeilijker houdbaar: er wordt namelijk steeds een grotere flexibiliteit van het netwerk verwacht. Een
gelijkaardig probleem werd in het verleden geobserveerd in het beheer van computer systemen: de
introductie van cloud technieken (en meerbepaald virtualisatie) hebben in dit domein gezorgd voor de
nodige flexibiliteit.
Doelstelling:
De doelstelling van deze scriptie is om te onderzoeken in welke mate het virtualiseren van het netwerk
een gelijkaardige flexibiliteit kan brengen. Gelijkaardig aan cloud-gebaseerde virtualisatie (bv. principes
zoals Infrastructure as a Service, Software as a Service, Platform as a Service) zal het netwerk “as a
Service” worden aangeboden. Dit betekent dat de onderliggende fysieke netwerk infrastructuur zal
gevirtualiseerd worden met als doel om sneller en automatisch configuratiewijzigingen te kunnen
doorvoeren. Deze scriptie kan focussen op twee deelaspecten van het virtualisatieprobleem (afhankelijk
van de interesse van de student). Ten eerste, het introduceren van elasticiteit in het netwerk: als een
Internet-dienst meer resources zoals bandbreedte nodig heeft, kan het netwerk automatisch mee
schalen. Ten tweede, het vervagen van de grenzen tussen cloud en netwerk: cloud-gebaseerde functies
(bv intermediaire datacenters) kunnen ook in het netwerk geplaatst worden. De scriptie zal worden
uitgewerkt via de bouw van een schaalbaar netwerkprototype die een complexe bestaande Internetdienst ondersteunt (bv video broadcasting, on-line game).
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
Opmerkingen:
Indien gewenst kan deze thesis gecombineerd worden met een stage bij Alcatel-Lucent (niet verplicht).
9741: Ontwerp en
managementoverlay
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
evaluatie
van
een
robuuste
en
schaalbare
hierarchische
Filip De Turck
Hendrik Moens
Hendrik Moens
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
2
2013-2014
Probleemstelling:
De grootschaligheid van hedendaagse clouds maakt het steeds moeilijker om deze complexe
omgevingen te beheren: gecentraliseerde oplossingen schalen slecht en bij gedistribueerde ontwerpen
verliest men het toaaloverzicht over de cloudomgeving, waardoor het moeilijker wordt om de toestand
van de cloud te optimaliseren.
Een oplossing om dit probleem op te lossen is het gebruik van een hierarchisch beheersysteem, waarbij
beheernodes in een hierarchie geplaatst worden. Beheernodes die zich laag in de hierarchie bevinden
hebben een gedetailleerd beeld van de toestand van een klein deel van de omgeving, terwijl nodes hoger
in die hierarchie zicht hebben op een groter deel van het systeem, maar in minder détail.
Een hierarchisch beheersysteem heeft echter ook nadelen: de faling van één enkele beheernode breekt
de hierarchie en kan bijgevolg tot grote problemen leiden. Daarnaast levert de hierarchie extra overhead,
die minimaal gehouden moet worden.
Doelstelling:
Het doel van deze thesis is het ontwerp en de evaluatie van een hierarchisch beheerfamework voor
gebruik in gedistribueerde cloudomgevingen. Dit framework vormt een generieke hierarchische
ruggengraat, waarboven specifieke cloudmanagementsystemen gebouwd kunnen worden.
Het hierarchische framework moet robuust zijn door zichzelf snel te herstellen als nodes falen en moet dit
doen met een minimale impact op het netwerk. Naast deze vereiste voor robuustheid moet het framework
rekening kunnen houden met voorkeuren van de bovenliggende managementinfrastructuur om zijn
structuur te beïnvloeden, bijvoorbeeld door ervoor te zorgen dat één hierarchische node steeds ongeveer
een gelijk aantal child nodes heeft, of door er voor te zorgen dat child nodes zich fysiek dicht bij elkaar
bevinden binnnen het netwerk.
Gezien de eisen van de managementinfastructuur kunnen variëren doorheen de tijd, bijvoorbeeld als
nieuwe veeleisende applicaties uitgevoerd worden in een cloudomgeving, kan ook de dynamische
reorganisatie en optimalisatie van de hierarchie bestudeerd worden.
Om dit framework te ontwikkelen kan gebruik gemaakt worden van verschillende ontwerptechnieken,
zoals bijvoorbeeld peer-to-peer structuren. Om het framework te evalueren kan eventueel gebruik
gemaakt worden van simulaties, de virtual wall, een uitvoering van het beheersysteem op eigen hardware
of het gebruik van de UGent high-performance compute cluster.
Locatie:
Zuiderpoort
9681: Ontwerp en evaluatie van volgende generatie toegangsnetwerken voor het aanbieden
van nieuwe diensten in een competitieve omgeving
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Mario Pickavet, Didier Colle
Bart Lannoo, Abhishek Dixit
Bart Lannoo
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
2
2013-2014
Probleemstelling:
Telecom-operatoren zijn op zoek om de capaciteit van hun toegangsnetwerk verder uit te breiden zodat
ze de stijgende vraag naar bandbreedte en nieuwe diensten kunnen volgen. In dit opzicht worden meer
en meer voor fibre-to-the-home (FTTH) netwerken uitgerold, waarbij een glasvezelconnectie tot bij de
klant wordt doorgetrokken. De uitrol van FTTH is een dure aangelegenheid, en daarom worden nieuwe
netwerkarchitecturen voorgesteld waarbij een FTTH netwerk gedeeld wordt door meerdere operatoren
(i.e. open access). Als er meerdere operatoren hetzelfde toegangsnetwerk gebruiken, moet er aan
strengere eisen voldaan worden op het vlak van quality of service (QoS) en security aspecten.
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 operatoren. Om open
access, QoS en security te ondersteunen en de capaciteit van het netwerk optimaal te benutten, is er
nood aan nieuwe netwerkarchitecturen en media access control (MAC) protocollen. Belangrijke
ontwerpparameters hierbij zijn het type applicatie (b.v. hoge vs. lage bandbreedte, real-time vs. non realtime, unicast vs. broadcast of multicast) en de prioriteit van de gebruiker en operator.
Een uitgebreide evaluatie van nieuwe netwerkarchitecturen en MAC protocollen voor FTTH netwerken is
van groot belang om een goed inzicht te krijgen in hun werking en toepassingsdomeinen.
Doelstelling:
Het doel van deze scriptie is het evalueren van netwerkarchitecturen en MAC protocollen 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 diensten (zoals video, voice, gaming, etc.), verchillende
gebruikersprofielen, specifieke netwerkeigenschappen en het open access principe.
Deze thesis kan opgesplitst worden in 2 grote hoofddelen, waarbij de focus in overleg met de student kan
vastgelegd worden:
1. Ontwerp en evaluatie van toekomstige FTTH netwerkarchitecturen, met focus op open access,
QoS en security. 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 OPNET omgeving.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9646: Ontwerp van een driver voor de draadloze radio hardware van de toekomst
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Ingrid Moerman
Peter De Valck
Peter De Valck
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
1
2013-2014
Probleemstelling:
Draadloze systemen hebben de laatste jaren een sterke evolutie doorgemaakt. Oorspronkelijk waren
deze systemen niet echt flexibel en was een gebruiker vaak beperkt tot één bepaalde
communicatietechnologie (bv. Wi-Fi of Bluetooth). Draadloze systemen worden echter alsmaar flexibeler
op verschillende manieren:
(1) In de eerste plaats is er de verregaande integratie waardoor één systeem talrijke verschillende
communicatietechnologieën kan ondersteunen (kijk maar naar de doorsnee smartphone),
(2) Daarnaast bestaan zelfs nog flexibelere systemen waarbij de communicatietechnologie volledig
bepaald wordt in software (zogenaamde software defined radios).
De flexibiliteit van draadloze system biedt uiteraard tal van voordelen zoals de mogelijkheid om altijd en
overal geconnecterd te blijven met het Internet gebruikmakend van de meest geschikte en voorhanden
zijnde communicatietechnologie (WiFi, UMTS, LTE...). Er zijn echter ook nadelen verbonden aan de
toenemende flexibiliteit: toenemende flexibiliteit gaat gepaard met toenemende complexiteit, waardoor
het steeds moeilijker wordt om nieuwe technologieën te ontwikkelen en interoperabiliteit tussen systemen
te garanderen.
Doelstelling:
Het doel van deze thesis is om een universele driver te ontwikkelen voor de draadloze radio hardware
van de toekomst, zodat op een transparante manier de flexibiliteit van de radio beter kan benut worden
en meerdere heterogene radiotechnologieën kunnen ondersteund worden.
In een eerste fase zal er onderzocht moeten worden welke oplossingen er al bestaan voor flexibele
draadloze communicatie (bv. IRIS modular software radio architecture, USRP Hardware Driver software
(UHD), LabView,…) en wat de beperkingen ervan juist zijn. Zo zijn vele oplossingen platformspecifiek en
niet universeel bruikbaar.
Afhankelijk van de interesse van de student(en) kan op basis van de opgedane kennis en ervaring een
volledig nieuwe driver oplossing uitgewerkt en geïmplementeerd worden, of kan een bestaande oplossing
uitgebreid worden om nieuwe functionaliteit te ondersteunen of nieuwe hardware te ondersteunen.
Voor de experimentele validatie en vergelijking van de oplossingen zal gebruik gemaakt kunnen worden
van het iMinds testbed met een uitgebreide variëteit aan hardware (zowel standaard
communicatietechnologiën als software defined radio platformen, zie http://www.iminds.be/en/developtest/ilab-t/wireless-lab)
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9647: Ontwerp van universele netwerkprotocollen voor het Internet van de toekomst
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Ingrid Moerman
Peter Ruckebusch, Eli De Poorter
Peter Ruckebusch
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
2
2013-2014
Probleemstelling:
In de nabije toekomst wordt verwacht dat meer en meer huishoudelijke en industriële toestellen (lampen,
schakelaars, thermostaten, industriële machines, medische apparatuur, etc) uitgerust zullen worden met
draadloze sensoren en actuatoren die informatie kunnen uitwisselen en intelligente beslissingen kunnen
nemen. Deze “slimme” toestellen zijn gedefinieerd door hun autonome en zelf-regelende werking zowel
op het vlak van communicatietechnologieën als applicatie, en bestaan uit heterogene toestellen (van
energie-beperkte sensoren tot geavanceerde controletoestellen) met verschillende eigenschappen op
vlak van CPU, batterij en geheugen.
Deze trend wordt in de onderzoekswereld algemeen “The Internet Of Things” genoemd en omvat
verschillende onderzoeksdomeinen (draadloze sensornetwerken, ad hoc netwerken, LTE, smart grids,
cognitieve netwerken, ubiquitious computing, …). Aangezien de netwerkprotocollen oorspronkelijk
ontworpen werden voor een specifieke technologie (zoals Wi-Fi, Bluetooth, RFID, PLC, LTE, IEEE802.15.4,…), zijn de gebruikte protocollen niet compatibel met elkaar. Dit heeft geleid tot een wirwar van
suboptimale oplossingen waar op verschillende punten in het end-to-end pad tussen toestellen
technologieconversies nodig zijn, en waardoor de communicatie tussen verschillende toestellen heel
inefficiënt verloopt.
Doelstelling:
In deze masterproef is het de bedoeling om technologie-onafhankelijke communicatieprotocollen te
ontwerpen en te evalueren. Hiervoor kan er vertrokken worden van bestaande protocollen en kan
nagegaan worden welke van die protocollen, mits bepaalde aanpassingen, bruikbaar zijn voor meerdere
technologieën (Wi-Fi, Bluetooth, RFID, PLC, LTE, IEEE-802.15.4, …) en in meerdere applicatie
domeinen (E-Health, smart home, surveillance, remote monitoren, indoor lokalisatie, …).
Doelstellingen
• Implementeren (porteren/integreren) van bestaande protocollen in (naar) het IBCN test raamwerk.
• Evalueren van de protocollen binnen het test raamwerk.
• Test scenario`s uitwerken voor de evaluatie van de protocollen.
• Analyse van de resultaten na de evaluatie.
• Mogelijkheden voor protocolcombinatie bepalen.
Het eindresultaat is een demonstratie waarbij een multi-hop network wordt opgezet met heterogene
toestellen (WiFi, Bluetooth, Smartphone en sensoren) die rechtstreeks met elkaar kunnen communiceren.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9723: Ontwikkelen van een accuraat rij- en oplaadmodel voor elektrische voertuigen
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Chris Develder, Matthias Strobbe
Tom Verschueren, Kevin Mets
Matthias Strobbe
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
2
2013-2014
Probleemstelling:
De opkomst van elektrische voertuigen in het straatbeeld zorgt voor enkele uitdagingen in het
elektriciteitsnetwerk. Het totale jaarverbruik door opladen van een elektrische wagen, is vergelijkbaar met
het jaarlijks electriteitsverbruik van een residentiële woning. Bovendien zal het opladen de pieken in
huidige verbruikspieken nog verhogen, bv. ’s avonds wanneer mensen thuiskomen van hun werk en niet
alleen starten met koken, wassen, TV kijken, etc. maar daar bovenop ook hun wagen beginnen laden.
Hier is het bestaande elektriciteitsnetwerk niet op voorzien.
Een mogelijke aanpak zou het aanpassen van het netwerk zijn, maar impliceert bijzonder dure en
hinderlijke infrastructuurwerken (cf. openbreken van straten en voetpaden). Een interessantere aanpak is
het voorkomen van deze verbruikspieken, door het opladen zoveel mogelijk te spreiden in de tijd met
behulp van slimme algoritmes die rekening houden met de laadtoestand (Eng. ‘state of charge) van de
batterij en het moment waarop je je wagen nodig hebt ‘s morgens.
Binnen onze groep wordt er al heel wat onderzoek gedaan naar dergelijke slimme oplaadalgoritmes,
maar om deze goed te kunnen simuleren en evalueren zijn accurate modellen nodig van het rij- en
laadgedrag van echte gebruikers.
Doelstelling:
In 2011 en 2012 zijn in Vlaanderen een 5-tal proeftuinprojecten rond elektrische voertuigen van start
gegaan (Meer informatie vind je op http://www.proeftuin-ev.be/). Onze onderzoeksgroep verzamelt rij- en
laaddata voor 2 van deze projecten, iMove en EVTecLab.
Het doel van deze masterproef is om aan de hand van deze data een realistisch model op te stellen van
het rij- en laadgedrag van verschillende types gebruikers: mensen die hun elektrische wagen gebruiken
voor woon-werkverkeer, wagens die gebruikt worden als poolwagens binnen bedrijven, wagens die
gebruikt worden als stadswagen, etc. Hiervoor moet de beschikbare data eerst opgekuist worden en
gevalideerd worden. Om realistische state of charge waarden af te leiden bij het begin van een
laadsessie kan er vergeleken worden met data afkomstig van een echt batterijbeheersysteem in
samenwerking met Flanders’ Drive (http://www.flandersdrive.be/home).
Vervolgens is het de bedoeling om met behulp van clustering algoritmes de verschillende
gebruiksprofielen te karakteriseren. Daarna moet dan een datamodel opgesteld worden dat synthetische
maar realistische rij- en laadprofielen genereert voor de verschillende afgeleide gebruiksprofielen, om te
gebruiken voor simulaties en emulaties. Het bekomen model kan dan toegepast worden voor de analyse
van bestaande oplaadalgoritmen binnen onze groep, en er kan een demo uitgewewerkt worden aan de
hand van onze opstelling met modelwagens die op dit moment ontwikkeld wordt, en/of met het
batterijbeheersysteem van Flanders’ Drive.
Locatie:
Zuiderpoort
9693: Ontwikkelen van een expertsysteem voor rapid prototyping binnen technoeconomische analyse in telecom
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Mario Pickavet, Sofie Verbrugge
Koen Casier, Marlies Van der Wee
Marlies Van der Wee
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
2
2013-2014
Probleemstelling:
Techno-economisch onderzoek heeft als doel kosten en baten van een technische oplossing te
modelleren en tegen elkaar af te wegen. In dit soort onderzoek worden voortdurend nieuwe modellen
ontwikkeld die een abstracte voorstelling maken van de verschillende processen, apparatuur, software,
etc. verbonden aan een nieuwe applicatie.
Vaak wordt nu bij verschillende modellen vanaf nul herbegonnen, wat heel wat werk met zich meebrengt.
Niet voor alle toepassingen zijn alle facetten echter even belangrijk, zodat men een aantal modellen
eenvoudig zou kunnen hergebruiken en focussen op verfijning waar nodig. Bv. het kostenmodel voor het
gebruik van een cloud of het installeren van een draadloos netwerk in een gebouw zijn redelijk generiek.
Het zou dan ook nuttiger zijn om die modellen heel snel en eenvoudig te kunnen selecteren en
aanpassen aan de specifieke noden van de toepassing in kwestie.
Deze modellen ontstaan echter typisch uit zeer veel verschillende visies, bv. van de verschillende
betrokken spelers zoals operatoren, dienstenaanbieders, equipmentverkopers, software-ontwikkelaars,
enz. Die spelers hebben vaak verschillende visies op de kosten van de verschillende onderdelen van het
model, wat ervoor zorgt dat het model redelijk complex wordt en meestal geen generieke vorm heeft.
Doelstelling:
In deze thesis wordt op zoek gegaan naar de gelijkenissen tussen bestaande modellen, zowel in
berekeningsmethode, input- als outputparameters, om deze vervolgens te groeperen en waar nodig om
te vormen tot bruikbare templates.
In deze thesis wordt de nadruk gelegd op
1 - het ontwikkelen van algemeen toepasbare, methoden voor het identificeren van belangrijke inputs en
varianten
2 - koppeling aan het optimale bestaande model voor het genereren van de vereiste kosteninschattingen.
Als meer specifieke uitbreidingen kan verder onderzoek gedaan worden naar:
1 – methodes voor optimale koppeling van verschillende bouwblokken van het model
2 – automatische detectie van de meest invloedrijke input-parameters op basis van sensitiviteitsanalyse
3 – uitbreiding naar multi-actor templates
4 – continue graduele verfijning van de templates
5 – toepassen op een uitgebreide case
Bij de uitwerking van deze thesis en de case kan geput worden uit brede ervaring en bestaande modellen
van de onderzoeksgroep rond eHealth, fiber to the home, green ICT of draadloze netwerken.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9650: Ontwikkeling van een beslissingsagent voor ondersteuning van QoS in een draadloos
conferentiesysteem
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Probleemstelling:
Ingrid Moerman
Wei Liu
Wei Liu
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
1
2013-2014
In hedendaagse conferentiesystemen, worden reeds draadloze microfoons en koptelefoons toegepast
voor simultane vertaling. We denken hierbij o.a. aan het Europese parlement in Straatsburg, waar het
Belgische bedrijf Televic recent een volledige draadloos conferentiesysteem heeft uitgebouwd. Het grote
voordeel van draadloze apparatuur is de eenvoudige installatie, daar er geen bekabeling meer aan te pas
komt. Bovendien kunnen draadloze systemen ook toegepast worden voor mobiele gebruikers. Helaas zijn
er ook nadelen: zo is een draadloze oplossing onderhevig aan interferentie door andere toestellen in de
omgeving, bv. toestellen met ingebouwde Wi-Fi (laptop, smartphone...). Interferentie kan leiden tot
onbetrouwbare connectie tussen de microfoon van de tolk en de koptelefoons van zijn toehoorders of
tussen de microfoon van de spreker en de koptelefoon van de tolk.
Er is daarom nood aan een intelligente oplossing die interferentie kan in kaart brengen en hiermee verder
rekening houdt bij de configuratie (i.h.b. de instelling van het kanaal) van de verschillende draadloze
toestellen.
Doelstelling:
In deze thesis zullen we cognitieve technieken onderzoeken die toelaten dat niettegenstaande
interferentie door andere toestellen in de omgeving, toch een betrouwbare communicatie kan opgezet
worden tussen de verschillende microfoons en koptelefoons in een draadloos conferentiesysteem.
Een dergelijke cognitief systeem bestaat uit een set inputparameters (nl. de configuratie-instellingen van
de verschillende draadloze toestellen zoals zendvermogen, kanaal, modulatieschema, ...) en een set
outputparameters (nl. prestatiemetingen zoals bandbreedte, vertraging, jitter, ...). Een cognitieve
beslissingsagent zal op basis van de huidige input- en outputparameters een nieuwe set configuratieinstellingen bepalen zodat kan worden voldaan aan de vooropgestelde Quality of Service (QoS)
voorwaarden. Dit is een iteratief proces, waarbij telkens op basis van de gemeten outputparameters, de
configuratie-instellingen worden bijgestuurd. Tijdens deze thesis zal een beslissingsalgoritme ontwikkeld
worden en zal dit algoritme experimenteel geëvalueerd worden in een realistische setting binnen het
iMinds testlab.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9937: Ontwikkeling van een mobiele applicatie voor geoptimaliseerd batterijgebruik
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Filip De Turck, Steven Latré
Jeroen Famaey
Steven Latré
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
3
2013-2014
Probleemstelling:
Mobiele toestellen zoals smartphones en tablets worden steeds krachtiger: er bestaan reeds multi core
toestellen en ook geheugen, ondersteunde resolutie en opslagruimte groeien nog steeds significant.
Doordat de mogelijkheden van deze toestellen stijgen, worden ze ook meer en meer gebruikt voor
rekenkrachtige applicaties zoals gaming, video playback en document processing. De capaciteit van de
batterij is hierbij vaak een belangrijke bottleneck: door de beperkte omvang van de toestellen is er ook
slechts een beperkte batterijcapaciteit mogelijk. Vele toestellen kunnen daarom – bij intensief gebruik –
slechts enkele uren batterijduur ondersteunen. Gezien er op hardwareniveau weinig
uitbreidingsmogelijkheden zijn, is het belangrijk om zorgvuldig om te springen met de beperkte
batterijcapaciteit op softwareniveau. Door intelligent configuratiewijzigingen te maken op basis van het
profiel van de gebruiker van het toestel kan de batterijduur van een mobiel toestel grondig verbeterd
worden.
Doelstelling:
Het doel van deze scriptie is om een mobiele applicatie te ontwikkelen die het mogelijk maakt om de
batterijduur van een smartphone of tablet te verbeteren. Dit kan door onnodige processen en hardware
die een significante hoeveelheid resources vragen uit te schakelen of te wijzigen. Voorbeelden hiervan
zijn het uitschakelen van Wifi wanneer de gebruiker geen toegang tot Internet gebruikt, het uitschakelen
van een of meerdere cores of specifieke configuratiewijzigingen in applicaties (bv het verminderen van de
toegestane resolutie van een spel). De te ontwikkelen mobiele applicatie zal continu de toestel status en
het gebruik monitoren. Op basis van deze monitoring kan een inschatting gemaakt worden van het
gebruikersprofiel en de impact op de batterijduur. Tenslotte kan de applicatie autonoom beslissen om
optimaliserende acties (zoals het uitschakelen van services of het wijzigen van applicatie configuraties)
uit te voeren. Hoewel er reeds een aantal gelijkaardige applicaties bestaan (bv Juice Defender voor
Android) zijn er nog belangrijke verbeteringen mogelijk in de (i) accuraatheid van voorspellingen van het
gebruikersprofiel en (ii) het spectrum aan optimaliserende acties. Afhankelijk van de interesse van de
student en/of de mogelijkheden op het systeem kan gekozen worden om een Android of iOS applicatie te
bouwen.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9641: Ontwikkeling van zelf-lerende sensornetwerken door middel van artificiele intelligentie
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
Ingrid Moerman
Eli De Poorter, Milos Rovcanin
Eli De Poorter
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
3
AJ:
2013-2014
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 gebruikt men
bijvoorbeeld voor het monitoren van natuurgebieden (bijvoorbeeld voor detectie van bosbranden), voor
gezondheidszorg (e.g. draadloze detectie van epileptische aanvallen) of voor domotica (waarbij toestellen
voor beveiliging, verwarming of verlichting draadloos worden aangestuurd).
Spijtig genoeg zijn de installatiekosten van een sensornetwerk momenteel nog te duur voor particulieren.
Een sensornetwerk moet immers custom geconfigureerd worden, waarbij de instellingen afhangen van de
specifieke omgeving en het toepassingsdomein. Indien deze manuele configuratiefase kan vermeden
worden zou de kostprijs van sensornetwerken sterk omlaag kunnen gaan.
Doelstelling:
Deze scriptie wil het installeren van nieuwe sensornetwerken goedkoper en eenvoudiger maken. Hiervoor
wordt gekeken naar twee onderzoekspistes.
1. Door middel van artificiële intelligentie technieken kunnen sensornetwerken zelf-lerend worden. Ze
moeten (door middel van ‘trial and error’, ‘genetische algoritmes’, ‘reinforcement learning’, …) zelf
kunnen afleiden welke netwerkinstellingen best geschikt zijn voor hun toepassing. Dit reduceert
de installatiekosten door de configuratiefase te automatiseren.
2. Sensornetwerken kunnen samenwerken met andere sensornetwerken. Zo kunnen ze bijvoorbeeld
afspreken om elkaars knopen te gebruiken voor het routeren van pakketten. Dit reduceert de
installatiekost doordat het aantal sensorknopen dat moet worden geïnstalleerd voor nieuwe
toepassingen sterk kan worden gereduceerd.
Het gebruik van zelf-lerende en samenwerkende sensornetwerken kan aldus leiden tot een snellere en
goedkopere introductie van sensornetwerken in particuliere woningen. Binnen deze thesis wordt
onderzocht welke zelf-lerende methodes hiervoor geschikt zijn en wordt de gekozen methode
geïmplementeerd en geëvalueerd.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9700: Optimale kwaliteit bij cloudgebaseerde multimediale toepassingen
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Bart Dhoedt, Pieter Simoens
Bert Vankeirsbilck, Tim Verbelen
Bert Vankeirsbilck
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
1
2013-2014
Probleemstelling:
Deze thesis situeert zich in een thin client of cloud gebaseerd systeem, waarbij applicaties op een server
eventueel veraf in het netwerk worden uitgevoerd. De gebruikersinvoer en applicatieuitvoer worden
tussen de thin client en de server verstuurd over het netwerk dat weinig kwaliteitsgaranties aanbiedt. Om
dit gebrek aan kwaliteitsgaranties te overbruggen, kunnen aanpassingen op applicatieniveau
doorgevoerd worden (bv. aanpassen van de frame rate, resolutie, enz). Deze aanpassingen gebeuren
nadat kwaliteitsverlies gedetecteerd werd door een monitoringsysteem. De logica om de aanpassingen
op applicatieniveau door te voeren om op die manier een adaptief thin client systeem te realiseren is het
onderwerp van dit project. (zie figuur).
Doelstelling:
Binnen de masterproef vertrekken we van de remote uitvoering van grafisch geavanceerde programma’s
zoals een race game of een 3D schetsprogramma. Binnen IBCN is een raamwerk gebouwd dat deze
applicaties als in een videoformaat naar de thin client stuurt.De aanpassingen aan de videostream
parameters (zoals frame rate of visueel compressieniveau) hebben zowel een invloed op de
gegenereerde netwerkbelasting als op de kwaliteit ervaren door de gebruiker (Eng: Quality of Experience,
(QoE)). We verwachten dat de optimale parameterconfiguraties afhankelijk zullen zijn van de applicatie
die uitgevoerd wordt en het doel van de gebruiker (bv in een race game is het belangrijk de chronometer
te kunnen lezen als men een ‘time trial’ doet, maar minder belangrijk bij een wedstrijd)
De bedoeling bedoeling van deze scriptie is het maximaliseren van de gebruikerservaring (QoE) door het
aansturen van het thin client systeem op basis van monitoring data. De student zal algoritmes ontwerpen
die voor verschillende applicaties toepasbaar zijn. Daarbij wordt gelet op het feit dat monitoring data een
resultaat is van sampling en dus een indruk geeft over het systeem van een bepaalde tijd geleden, en dat
het doorvoeren van de aansturing van het thin client systeem enige tijd vergt (bv door het herstarten van
een video encoder).
De studenten worden verwacht het aansturingsalgoritme te ontwerpen. Ter validatie wordt verdergewerkt
op bestaande software die momenteel bestaat uit de afzonderlijke monitoring en thin client systemen.
Voor een selectie van applicaties zijn modellen van de verwachte gebruikerservaring voorhanden.
Locatie:
Zuiderpoort
9699: Optimale presentatie van HTML5-toepassingen op netwerk-displays
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Bart Dhoedt, Pieter Simoens
Bert Vankeirsbilck, Elias De Coninck
Bert Vankeirsbilck
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
2
2013-2014
Probleemstelling:
Veel displays in onze omgeving worden enkel gebruikt als grafische interface voor een enkel toestel,
denk maar aan displays in wasmachines, op muziekinstallaties, enz… In de toekomst verwachten we dat
deze displays zullen evolueren naar volwaardige displays.Op deze displays (die dan beschikbaar gesteld
worden voor andere toepassingen) kunnen dan bijvoorbeeld persoonlijke agenda’s, een internet browser,
of misschien zelfs video beelden van wie aan de voordeur aanbelt, weergegeven worden. Daarnaast
wordt met de opkomst van HTML5 de toekomst van applicatieontwerp in vraag gesteld. Er zijn reeds
initiatieven opgezet om volledige besturingssystemen op basis van HTML5 te bouwen (zoals Carbyn,
Google Chrome OS, mozilla firefoxOS).
Wat we beogen in deze scriptie is te onderzoeken hoe HTML5 applicaties om kunnen gaan met deze
displays die over een netwerk, dynamisch beschikbaar worden en terug verdwijnen doordat de gebruiker
zich in een omgeving beweegt.
Doelstelling:
In deze scriptie veronderstellen we dat de gebruiker een smartphone/tablet bij zich draagt waarop HTML5
applicaties uitgevoerd worden. Met dit toestel kunnen schermen via het netwerk worden aangesproken
waarop de applicatie dynamisch wordt uitgebreid om zo de informatie op een andere manier weer te
geven.
Er wordt nagegaan hoe netwerk-displays beschikbaar gesteld kunnen worden en hoe dit beheerd kan
worden. Verschillende methodologieën worden daarvoor vergeleken, zoals publish-subscribe, centrale
registratie van de schermen, inscannen van QR codes, om vanuit het persoonlijk toestel beschikbare
schermen te detecteren. Verder wordt onderzocht of er vereisten zijn aan HTML5 applicaties om
dergelijke externe schermen dynamisch te kunnen ondersteunen. Hierbij is het bedoeling dat, afhankelijk
van de beschikbare schermen, de toepassing optimaal weergegeven wordt. Dit houdt logica in om
HTML5-inhoud automatisch te verdelen over de beschikbare schermen, en om die schikking eventueel
dynamisch te leren (op basis van herschikkingen door de gebruiker uitgevoerd).
Op basis van de resultaten wordt een systeem ontworpen dat aantoont of de toekomstvisie zoals in de
contextschets beschreven een haalbare kaart is, en wat daarbij de nog blijvende uitdagingen zijn.
Locatie:
Zuiderpoort
9691:
Optimale
prijszetting
telecominvesteringsbeslissingen
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
voor
het
minimaliseren
van
risico
bij
Mario Pickavet, Sofie Verbrugge
Jan Van Ooteghem, Bram Naudts
Jan Van Ooteghem
Master in de ingenieurswetenschappen: bedrijfskundige systeemtechnieken en
operationeel onderzoek
1 of 2
1
2013-2014
Probleemstelling:
Bij de uitrol van nieuwe telecom infrastructuur zijn meestal grote upfront investeringen noodzakelijk
alvorens het mogelijk is diensten aan te bieden. Afhankelijk van het type uitrol, lopen er dus een of
meerdere actoren een groot risico op voorhand om deze investering te dragen alvorens inkomsten te
zien, en dus een positieve business case te bereiken. Alles hangt af van hoe deze kosten zullen worden
doorgerekend worden naar de andere actoren zoals de eindklant, business-to-business klanten die
gebruik maken van de infrastructuur, service providers, enz. Hierbij is de selectie van de correcte kost
driver, en de kost allocatie methode van groot belang.
Vooral bij de uitrol van nieuwe vaste en mobiele netwerken, dragen de infrastructuur providers de
investeringskosten, zonder meestal op voorhand zeker te zijn van hun klantenadoptie. Een belangrijke
vraag is het kiezen van de juist prijszetting zodat hun risico wordt geminimaliseerd. Dit zorgt voor een
individueel optimum, wat niet noodzakelijk leidt tot een sociaal optimum bv. het alloceren van kosten obv
de afstand tot iedere klant (verschillende prijs voor elke klant; geen risico voor de netwerkeigenaar)
versus allocatie obv het totaal aantal klanten (voor elke klant gelijke prijs; risico ligt bij de
netwerkeigenaar). Deze problematiek geldt ook bij (de uitrol van nieuwe) testbed netwerk infrastructuren,
waar een onzekere marktvraag bestaat, en een gesegmenteerde prijszetting noodzakelijk is
(academisch, commercieel, …).
Doelstelling:
Het doel van de thesis is het bepalen van een optimale prijszetting voor het minimaliseren van risico bij
telecom investeringsbeslissingen voor alle betrokken actoren. Eerst moeten alle kosten en hun drivers
goed worden ingeschat voor de desbetreffende infrastructuur. Op basis van het gekozen type kost
allocatie model kan er een prijs bepaald worden voor het gebruik van de infrastructuur, afhankelijk van
het onderdeel van het netwerk, type dienst die aangeboden wordt, type klant, enz. Deze inschatting van
de prijs is een cruciaal onderdeel in het business model van de infrastructuur, aangezien dit een effect zal
hebben op de klantenadoptie, en dus ook een op het risico profiel van de investering, en finaal de
economische haalbaarheid zal bepalen. De bedoeling is een model op te stellen voor het inschatten en
optimaliseren van deze effecten (prijszetting, risico, maximalisatie van de business case), dit aan de hand
van een of meerdere cases, alsook een aantal conclusies en aanbevelingen te formuleren voor het beter
inschatten van risico in toekomstige cases
Locatie:
Zuiderpoort of thuis
10241: Optimalisatie van computationeel dure experimenten met de Successive Response
Surface Methodology
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Tom Dhaene, Eric Laermans
Keiichi Ito, Ivo Couckuyt, Dirk Deschrijver
Tom Dhaene
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
2
2013-2014
Probleemstelling:
Achtergrond
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 diverse complexe
systemen. Deze surrogaatmodellen zijn eenvoudige analytische gedragsmodellen die gebruikt worden
om complexe, tijdrovende simulaties te benaderen en te vervangen. Binnen dit onderzoeksgebied wordt
vaak gebruikt gemaakt van numerieke benaderingsleer, supervised machine learning en active learning.
In de onderzoeksgroep is de SUMO-Toolbox (Matlab) ontwikkeld die de verschillende stappen van de
modelbouw automatiseert.
Probleemstelling
“Successive Response Surface Methodology” (SRSM), of “trust regions”, is een set van methoden in
surrogaatmodel-gebaseerde optimalisatie die zeer efficiënt zijn in het optimaliseren van computationeel
dure systemen. Om de optimalisatie tot uitvoering te brengen benadert SRSM een aantal (dure)
datapunten met tweedegraadspolynomen. Vervolgens wordt er op iteratieve wijze een rotatie en
contractie van de zoekruimte uitgevoerd zodat de nauwkeurigheid van de polynomiale voorstelling
verbetert in het te bestuderen gebied.
Net zoals vele surrogaatmodel gebaseerde optimalisatietechnieken schaalt SRSM niet goed voor
hoogdimensionale problemen. Bijvoorbeeld; wanneer men een 30-dimensionaal probleem beschouwt,
zullen er 406 datapunten nodig zijn om het surrogaatmodel te berekenen, wat vaak het beschikbare
rekenbudget overschrijdt. In SRSM heeft met Niter*{D+1}*(D+2) /2 datapunten nodig, waarbij Niter staat
voor het aantal SRSM-iteraties en D voor de dimensionaliteit van de inputvectoren. De methode is ook
niet efficiënt als de objectieffunctie zeer niet-lineair is, omwille van de onnauwkeurige voorstelling van het
polynomiale model.
Doelstelling:
De doelstelling van de thesis is de schaalbaarheid van de bestaande SRSM-methodologie te verbeteren
en het aantal functie-evaluaties te reduceren tot het strikte minimum. Meer bepaald worden volgende
stappen genomen:
1. Het gebruik van verschillende modelleringstechnieken bestuderen, bv. radiale basisfuncties
2. Verschillende technieken beschouwen om de modelcoëfficiënten te berekenen
3. Verschillende optimalisatietechnieken uitproberen om het gebied te doorzoeken
De resultaten worden vergeleken tegenover de originele aanpak die beschreven staat in de literatuur.
Locatie:
Zuiderpoort
9866: Optimalisatie van multiplex biologische testen door machine learning
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Tom Dhaene, Yvan Saeys
Joeri Ruyssinck, Steve Lefever, Jo Vandesompele
Joeri Ruyssinck
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
2
2013-2014
Probleemstelling:
De werking van een genetisch laboratorium steunt in grote mate op de gevoeligheid en de efficiëntie van
de gebruikte biotechnologische testen. Een van dergelijke testen (qPCR) bepaalt de expressieniveaus
van genen om zo aberrante situaties op te sporen.
In zijn eenvoudigste vorm wordt elke test afzonderlijk uitgevoerd, namelijk één test per reactie-tube
(singleplex). Als aan bepaalde voorwaarden voldaan wordt, is het echter ook mogelijk verschillende
testen in eenzelfde reactie-tube te combineren (multiplex). Door de grotere complexiteit, zowel bij het
softwarematig ontwerpen van de testen als bij het uitvoeren van de reacties zelf, ligt de success rate van
een dergelijke multiplexreactie echter gevoelig lager dan een singleplexreactie.
Doelstelling:
In deze thesis wensen we na te gaan welke parameters (features) een belangrijke invloed hebben bij het
combineren van meerdere qPCR-testen in eenzelfde multiplexreactie. Hiervoor zal een bestaande
dataset van meer dan 290 000 ontwikkelde testen geanalyseerd worden met behulp van machinelearning-technieken. Ondermeer kunnen zogenaamde feature-selection-technieken gebruikt worden die
een minimale set van relevante en predictieve features samenstellen. We zullen hierbij zowel parameters
die bij de constructie van het testmateriaal worden vastgelegd, als parameters die bij elke uitvoering van
de test kunnen wijzigen, in beschouwing nemen.
Als tweede luik van deze thesis, zal een algoritme ontwikkeld worden dat op zoek gaat naar groepen van
gelijkaardige multiplextesten in de beschikbare dataset op basis van de gevonden belangrijke features.
Hierbij zal gebruik gemaakt worden van bestaande clusteringtechnieken.
Voorkennis van bio-informatica, biologie en machine learning is niet vereist.
Locatie:
Zuiderpoort
9810: Optimaliseren van de populariteit van Twitter berichten
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Bart Dhoedt
Steven Van Canneyt
Steven Van Canneyt
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1
Aantal masterproeven: 1
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Twitter is een handig medium voor bedrijven om gebruikers te informeren over hun producten en
diensten. Echter worden gebruikers vaak overspoeld met een overvloed aan Twitter berichten, wat als
gevolg heeft dat veel tweets die bedrijven posten vaak niet worden gelezen. Dit kan leiden tot een daling
van de populariteit en zelf de verkoopcijfers van het bedrijf.
Daarom is het belangrijk om te bepalen wat de optimale inhoud is van Twitter berichten zodat deze door
zoveel mogelijk volgers worden gelezen, geretweet en gereplied. De respons op tweets kan bijvoorbeeld
stijgen wanneer de tweets links bevatten naar de blog van het bedrijf. Daarnaast kunnen de gebruikte
hashtags en het onderwerp waarover de tweet gaat invloed hebben op het aantal reacties.
Door grondiger inzicht te krijgen over welke factoren invloed hebben op de respons van Twitter berichten
kunnen gerichte aanbevelingen gedaan worden. Deze aanbevelingen zullen er toe leiden dat geposte
Twitter berichten meer impact hebben en dat zo de populariteit van bedrijven op sociale media zal stijgen
Doelstelling:
In eerste instantie zal het nodig zijn om data te verzamelen van verschillende Twitter gebruikers via de
publieke API. Uit elke tweet zal automatisch de gebruikte hashtags en links worden geëxtraheerd. Daarna
zal een algoritme worden ontwikkeld die de hashtags en links categoriseert. De categorieën van de links
kunnen bijvoorbeeld ‘sociale media’, ‘nieuws websites’, ‘fora’ en ‘blog’ zijn. Hashtags als #pleaseretweet
en #checkthisout kunnen daarenboven bijvoorbeeld worden geclassificeerd als ‘actie ondernemen’,
waarnaast #watching en #sleeping kunnen worden geclassificeerd als ‘status updates’.
Deze informatie zal dan gebruikt worden om te bepalen welke type hashtags en links voor het grootste
respons zorgen. Wanneer dit op punt staat, zal de verkregen analyse gebruikt worden om gerichte
aanbevelingen op te stellen die de respons van nieuwe Twitter berichten optimaliseert. Indien mogelijk
wordt ingegaan op evalueren van een dergelijk systeem op een grote schaal, zowel in aantal berichten
die gebruikt worden (in termen van miljoenen) als het aantal hashtags en links
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9756: Opvolging van diabetes voor en na de zwangerschap
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Filip De Turck, Stijn Verstichel
Femke De Backere, Femke Ongenae
Femke De Backere
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 2
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Zwangerschapsdiabetes is een aandoening waarbij tijdens de zwangerschap een te hoge
bloedsuikerspiegel ontstaat bij vrouwen die voor die tijd nog geen diabetes hadden. Risicofactoren zijn
hogere leeftijd, obesitas en een familiegeschiedenis wat betreft diabetes. Naast het risico voor de moeder
is er ook een verhoogd risico voor de baby. Daarnaast ontwikkelt 50% van de vrouwen met
zwangerschapsdiabetes op latere leeftijd diabetes. Het opvolgen van zwangerschapsdiabetes vereist de
samenwerking van verschillende zorgverstrekkers, zoals de huisarts, diabetesverpleegkundige,
endocrinoloog en de diëtist. Het is ook belangrijk dat de zwangere actief betrokken wordt bij deze
opvolging zodat de behandeling zo effectief mogelijk kan aangepast worden aan de specifieke situatie. Er
is dus nood aan een platform dat de moeder in spe op een informele manier in contact kan brengen met
de vele zorgverstrekkers. Doordat deze zorgverstrekkers op het platform toegang hebben tot alle, voor
hen nuttige, informatie maakt het mogelijk om op een patiëntvriendelijke en efficiënte manier
ondersteuning te bieden. Daarnaast kan op een automatische wijze ondersteuning geboden worden voor
preventie, vroege diagnose en opvolging op de lange termijn van zowel moeder als kind.
Doelstelling:
Het doel van deze thesis is de ontwikkeling van een platform dat toelaat om informatie van verschillende
bronnen en zorgverstrekkers te verzamelen en deze informatie te gebruiken om te komen tot conclusies
wat betreft diagnose en opvolging van zwangerschapsdiabetes. Daarnaast is de patiënt in staat om
suikerwaarden en andere relevante parameterwaarden door te sturen naar het platform. Het platform kan
enerzijds een overzicht geven aan de patiënt en de zorgverstrekkers (die een zorgrelatie hebben met een
specifieke patiënt). Anderzijds kunnen zorgverstrekkers ingelicht worden wanneer een bepaalde situatie
of afwijkingen zich voordoen.
Naast monitoring en opvolging kan het platform door de patiënt ook gebruikt worden voor het krijgen van
voedingstips (op basis van de reeds ingegeven waarden). Het aanpassen van de voeding is namelijk een
belangrijke stap in het onder controle houden van zwangerschapsdiabetes. Daarnaast zal het platform
ook een sociaal luik bevatten, waarin vrouwen met zwangerschapsdiabetes ervaringen met elkaar
kunnen delen, met elkaar kunnen praten en tips geven.
De mogelijkheden van het ontwikkelde platform zullen gedemonstreerd worden aan de hand van een
voorbeeldapplicatie. De ontwikkeling van deze applicatie laat toe om het volledige resultaat van de thesis
te toetsen aan enkele niet-functionele vereisten zoals schaalbaarheid en responstijd.
Dit onderwerp biedt de student de mogelijkheid om kennis op te doen rond het modelleren en
interpreteren van informatie (rule engines en context modellering) en cloud computing binnen een
uitdagende en sociaal relevante use case
Locatie:
Zuiderpoort
9742: Plannen van complexe parallelliseerbare taken binnen publieke cloudomgevingen
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Filip De Turck
Hendrik Moens
Hendrik Moens
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
2
2013-2014
Probleemstelling:
Publieke cloudomgevingen maken het mogelijk om systeembronnen op aanvraag te reserveren, wat het
mogelijk maakt om dynamisch bronnen toe te voegen als een applicatie deze bronnen nodig heeft. Een
interessant gebruik hiervan is bij het plannen van sterk parallelliseerbare taken: in een dergelijk geval kan
een taak die 24 uur duurt op één machine uitgevoerd worden in één uur op 24 machines tegen dezelfde
kost.
Deze eenvoudige aanpak werkt echter niet meer indien de taken complexer worden, zoals bijvoorbeeld
bij documentverwerking. Daar worden uitgebreide workflows uitgevoerd. Deze workflows bestaan uit
meerdere taken, die na elkaar uitgevoerd worden, maar waar individuele taken wel goed
parallelliseerbaar zijn. Hierdoor is een naïeve oplossing waarbij individuele taken gelijk verdeeld worden
tussen verschillende nodes niet meer mogelijk, gezien nu ook de relaties tussen de verschillende taken in
rekening gebracht moeten worden.
Doelstelling:
Het doel van deze scriptie is het probleem van het plannen van complexe distribueerbare taken binnen
publieke clouds te bestuderen. Hierbij kan in samenspraak met de begeleiders één van twee problemen
bestudeerd worden:
1) Het statische probleem kan bekeken worden, hierbij wordt een zeer grote hoeveelheid workflows zo
optimaal mogelijk gepland. Hiervoor kan men zich baseren op reeds bestaande optimale, maar slecht
schalende, algoritmen.
2) Ook het dynamische probleem van het opvolgen van de uitvoering van de workflows, waarbij herpland
wordt indien deeltaken uitlopen, kan bestudeerd worden. Hierbij is het snel maken van beslissingen
belangrijk en moet een architectuur uitgedacht worden die minimale overhead veroorzaakt.
Bij het plannen van deze taken kan met verschillende zaken rekening gehouden worden:
1) De structuur van de te plannen workflows en de bijhorende deadlines.
2) De kost en de prestaties van de gebruikte cloudinstanties.
3) Het gebruikte kostmodel van de cloudomgeving kan eveneens variëren: Amazon EC2 en Microsoft
Windows Azure instanties moeten per uur betaald worden, terwijl uitvoering van taken op bijvoorbeeld
Google AppEngine per CPU cycle betaald wordt. Ook andere eigenschappen van de cloudomgeving,
zoals bijvoorbeeld opstart- en afsluittijd van de instanties, kunnen in rekening gebracht worden.
Om de ontwikkelde algoritmen en frameworks te evalueren kan gebruik gemaakt worden van simulaties,
evaluaties met de Amazon EC2 public cloud, of met de Microsoft Azure public cloud. De resultaten
kunnen dan vergeleken worden met de optimale oplossing die beschreven is in de literatuur en die door
middel van ILP modellering bekomen kan worden.
Locatie:
Zuiderpoort
9651: Platformondersteuning voor multi-screen e-learning applicaties
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Frank Gielen
Heïko Desruelle
Heïko Desruelle
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 1
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Het onderwijs is zonder twijfel de sector die na de muziek en de media een revolutie zal ondergaan ten
gevolge van de invloed van het internet: de digitale technologie in combinatie met nieuwe
communicatievormen zal ons onderwijssysteem ten gronde wijzigen. Studenten bezitten steeds vaker
toestellen waarop allerhande applicaties geinstalleerd kunnen worden en die de mogelijkheid bieden om
multimediaal lesmateriaal, sociale media en interactiviteit te integreren in een uniek platform dat uitermate
geschikt is voor onderwijs : Van smartphones tot tablets, netbooks, laptops/desktops, en zelfs interactieve
TVs. Met behulp van e-learning applicaties op deze toestellen zouden studenten nagenoeg altijd en
overal hun leerstof moeten kunnen raadplegen – ubiquitous learning. Via webtechnologie is het
bijvoorbeeld al mogelijk om mobiele applicaties te ontwikkelen die op de meeste van deze toestellen
uitgevoerd kunnen worden (bv. PhoneGap).
Toch slagen dergelijke applicaties er vandaag de dag slechts gedeeltelijk in om hun eindgebruikers een
overtuigende gebruikerservaring aan te bieden. Dit is onder meer te wijten aan het feit dat applicaties nog
zeer sterk gebonden zijn aan het ene toestel waarop ze worden uitgevoerd. Bestaande
applicatieplatformen benutten amper de verscheidenheid aan toestellen waarover een gebruiker beschikt.
Zo is het bijvoorbeeld niet vanzelfsprekend dat een eindgebruiker de services van zijn smartphone kan
aanspreken bij het uitvoeren van een applicatie op zijn TV. Het potentieel aan doordringende interactie
tijdens het gebruik gaat bijgevolg voor een groot deel verloren.
Voor een e-learning applicaties zijn bijvoorbeeld de volgende use cases mogelijk (zie ook Fig.):
- Het openen van een slide set op een mobiel toestel, waarbij de presentatie ervan omgeleid kan worden
naar het televisiescherm van de gebruiker maar de controls op het mobiel toestel blijven.
- Lesmateriaal wordt op groot scherm of op PC getoond terwijl de interactie (vb. vragen of een quiz
oplossen) gebruik maakt van de smartphone
- Het lokaal inladen van learning content, waarbij de actie niet beperkt blijft tot het lokale filesystem. De
download kan selectief gepusht worden naar je smartphone (zodat je deze bijvoorbeeld later op de trein
kan doornemen).
Doelstelling:
Het doel van deze thesis is het ontwerpen van een systeem dat toelaat om de user interface aspecten
van web-gebaseerde e-learning applicaties optimaal te distribueren over de verschillende toestellen van
een eindgebruiker. Dergelijke adaptatie dient automatisch te worden ondersteund door het
applicatieplatform op basis van de contextuele eigenschappen en mogelijkheden van de beschikbare
toestellen, alsook de eigenschappen en voorkeuren van de eindgebruiker.
In een eerste fase zal een uitgebreide state-of-the-art studie uitgevoerd worden. Hierbij zal voornamelijk
de focus gelegd worden op de aspecten van context-awareness, web applicatie technologie, service
discovery en broadcasting, adaptieve beslissingsalgoritmen, etc. Daarnaast zullen een aantal applicatie
use case uitgewerkt worden binnen het e-learning domein. De vergaarde informatie zal vervolgens
gebruikt worden om een aantal adaptatie structuren op te stellen, waarbij dynamisch kan worden
ingegaan op de context van de eingebruiker en zijn toestellen. De correcte werking van het ontwikkelde
systeem zal tot slot aangetoond en geevalueerd worden aan de hand van een proof-of-concept
implementatie. De implementatie zal gebeuren op basis van een bestaand platform voor cross-device
Web applicaties (i.e., Webinos).
Locatie:
Zuiderpoort
9736: Proactieve en intelligente voorstelling van data op een mobiel toestel
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Filip De Turck, Chris Develder
Anna Hristoskova, Jelle Nelis
Anna Hristoskova
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 2
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Domotica, autonome robots, telemonitoring, zijn slechts een aantal toepassingen die steeds vaker
geïnterconnecteerd geraken. Zwermen van autonome entiteiten bewonen onze alledaagse omgevingen
en verzamelen meer kennis en intelligentie dan waarvoor ze geprogrammeerd werden. Ambient
Intelligence applicaties bieden een universele en onmiddellijke toegang aan tot een rijke hoeveelheid aan
beschikbare diensten die de levenskwaliteit van hun inwoners verbeteren. Om een dynamisch,
contextbewust, flexibel geheel te creëren, moeten deze intelligente toepassingen in staat zijn om vlot
samen te werken.
Een dergelijke samenwerking vereist de aanwezigheid van intelligentie in de deelnemende componenten
en het aanreiken van hun interacties met een formele beschrijving van het specifiek domein. Dit
introduceert het begrip semantiek, het toekennen van een betekenis aan deze anders vrij primitieve
componenten. Een betekenisvolle semantische laag optimaliseert de structurering van de beschikbare
kennis, en ondersteunt het redeneren over de huidige toestand van de gebruiker. Hiermee kunnen
dynamische en intelligente toepassingen de beste combinatie van diensten selecteren om een specifieke
taak te vervullen.
Dit resulteert in een visie van een alomtegenwoordig web, waarbij door een symbiose tussen mensen en
hun ’intelligente’ omgeving dagelijkse taken kunnen worden uitgevoerd. Daardoor is er nood aan een
autonome omgeving die een verscheidenheid aan sensoren, apparaten en diensten op een transparante
manier combineert tot gepersonaliseerde toepassingen voor de gebruiker.
Doelstelling:
Het doel van deze thesis is het ontwikkelen van een intelligent contextafhankelijk beheersysteem voor
apparaten toegankelijk vanop een mobiel toestel. Dit zal de gebruiker in staat stellen om zijn hele netwerk
van apparaten te beheren. Daarbij moet de gegenereerde data intelligent geïnterpreteerd worden. De
ontworpen architectuur zal ondersteuning bieden voor:
1. het automatisch inpluggen en beheren van verschillende apparaten en diensten,
2. intelligente en contextbewuste verwerking en presentatie van de gegenereerde data afhankelijk
van de noden van de gebruikers.
Hierbij kunnen verschillende scenarios uitgewerkt worden naargelang de kennis en interesses van de
studenten:
· monitoren van de evacuatie van personen van een gebouw,
· beheren van intelligent office inclusief localisatie van personen
· intelligente presentatie van patient data
· universeel beheer van domotica apparaten vanuit een gemeenschappelijke interface
presentatie van augmented reality info tijdens festivals
Locatie:
Zuiderpoort
9760: Profilering en optimalisatie van semantische reasoners
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Filip De Turck
Femke Ongenae, Stijn Verstichel
Femke Ongenae
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 2
AJ:
2013-2014
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 en geautomatiseerd 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 de metadata gebeurt aan de hand van ontologieën. Een ontologie beschrijft de
entiteiten binnen een bepaald domein (bv. Man, Vrouw, Auto), hun relaties (bv. heeft_broer) en hun
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 performantie en schaalbaarheid van de intelligente applicaties die werken met deze ontologieën.
Om intelligent te redeneren over ontologieën maken deze intelligente applicaties gebruik van
herbruikbare software modules die Reasoners genoemd worden. Enkele voorbeelden van Reasoners zijn
Pellet (http://clarkparsia.com/pellet/), Racer (http://www.racer-systems.com/), Hermit (http://hermitreasoner.com/),
Fact++
(http://owl.man.ac.uk/factplusplus/)
en
de
Eye
Reasoner
(http://eulersharp.sourceforge.net/).
Doelstelling:
Het eerste doel van deze thesis is dus om de performantie en de schaalbaarheid van de bestaande
Reasoners te profileren en te vergelijken met elkaar. Hiervoor zal onderzocht worden welke benchmarks
kunnen gebruikt worden om de prestaties van de Reasoners te profileren, bv. LUBM
(http://swat.cse.lehigh.edu/projects/lubm/),
Berlin
SPARQL
(http://www4.wiwiss.fuberlin.de/bizer/berlinsparqlbenchmark/) en OTAGen (http://users.atlantis.ugent.be/svrstich/otagen/). Eén
of meerdere benchmarks kunnen daarna gebruikt worden voor de profilering van de Reasoners.
Vervolgens kan de student conclusies trekken over welke Reasoner het best gebruikt wordt voor welk
soort use cases/data. Daarnaast kan ook in kaart gebracht worden of er specifieke
statements/constructies zijn in ontologieën waar bepaalde Reasoners slecht mee om kunnen.
In een tweede fase zal deze kennis aangewend worden voor het ontwerp en ontwikkeling van een
generiek en performant reasoning platform die de verschillende reasoners op een intelligente manier
combineert en aanwendt afhankelijk van de specifieke use case. Dit betekent dat het platform detecteert
over welk type van use case/data het gaat en automatisch de correcte (combinatie van) Reasoners
aanwendt. Daarnaast kunnen ook automatisch statements gedetecteerd worden in de ontologie die de
oorzaak zijn van de slechte performantie van de Reasoners. Deze statements kunnen dan voorgelegd
worden aan de gebruikers ter correctie of kunnen (indien mogelijk) automatisch aangepast of verwijderd
worden.
Voorkennis over ontologieën en semantische Reasoners is niet vereist. In de eerste fase van de thesis
wordt ruim de tijd gelaten aan om zich in te werken in deze technieken en technologieën.
Locatie:
Zuiderpoort
9812: Realtime opiniedetectie aan de hand van sociale media
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Bart Dhoedt
Steven Van Canneyt
Steven Van Canneyt
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1
Aantal masterproeven: 1
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Het is belangrijk om als publieke persoon, organisatie en bedrijven aanwezig te zijn op sociale media.
Hierdoor kan in realtime ingegaan worden op ervaringen en meningen van gebruikers. Zeker als deze
negatief zijn is het belangrijk om vlug en persoonlijk te reageren en daarbij doelgerichte acties te
ondernemen. Dit leidt tot hogere tevredenheid van fans en klanten, wat op zijn beurt er voor zorgt dat de
reputatie van de publieke personen, organisaties en bedrijven toeneemt.
Daarvoor is er nood aan systemen die realtime de meningen van gebruikers op een overzichtelijke
manier in kaart brengen. Hiervoor is Twitter, een platform waarop dagelijks miljoenen berichten die
meningen bevatten worden gepost, een ideale bron. Daarbij moet een infrastructuur worden opgezet die
deze grote hoeveelheid aan data op een schaalbare, fouttolerante en realtime manier verwerkt. Ten slotte
moeten de opinies op een overzichtelijke manier worden weergegeven zodat op een correcte manier
acties kunnen ondernomen worden om de reputatie van de bedrijven, organisaties en personen in stand
te houden.
Doelstelling:
In deze thesis zal gebruik gemaakt worden van Storm, een door Twitter ontwikkeld gedistribueerde
realtime berekening systeem. Storm maakt het mogelijk om op een betrouwbare manier een
onbegrensde stroom aan data te verwerken in realtime.
De eerste taak van de scriptie is om een Storm systeem succesvol te installeren. Dit zowel lokaal als op
de Amazon Elastic Compute Cloud om data zo snel en schaalbaar mogelijk te verwerken. Na deze
installatie zal het Storm gebruikt worden om realtime Twitter data te verzamelen die gerelateerd zijn aan
een gebruiker gedefinieerde keyword (bv. product, organisatie, persoon). Daarna zal een methodologie
worden ontwikkeld die aan de hand van de verkregen Twitter data realtime de opinies gerelateerd met
het gegeven keyword achterhaald. Deze verkregen opinies zullen vervolgens op een eenvoudig
interpreteerbare manier aan de gebruiker worden voorgesteld. Indien mogelijk wordt ingegaan op
evalueren van een dergelijk systeem op een grote schaal, zowel in aantal berichten die gebruikt worden
(in termen van miljoenen) als het aantal keywords.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9656: Routeren in giganische netwerken
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Mario Pickavet, Pieter Audenaert
Maarten Houbraken, Thijs Walcarius
Pieter Audenaert
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1
1
2013-2014
Probleemstelling:
Huidige routeplanners zijn te vinden op internet, de GPS in de auto of de smartphone. Zij worden op
dagdagelijkse basis gebruikt door miljoenen mensen, en hebben een grote impact op de efficiëntie van
verplaatsingen. Routeplanners maken gebruik van wegenkaarten, die op eenvoudige wijze kunnen
gemodelleerd worden door grafen of netwerken. De beste route wordt dan berekend door een kortstepad-algoritme.
Om nog betere en snellere routes te bepalen, worden momenteel veel attributen toegevoegd aan de
digitale kaarten. We denken bijvoorbeeld aan maximum snelheden op wegen, maar ook beperkingen (bv.
vrachtwagens boven een bepaald gewicht mogen een bepaalde weg niet nemen, hoogtebeperking bij
een tunnel, links afslaan niet toegelaten op bepaalde kruispunten) en andere meta-informatie. Het gevolg
is dat de grootte van de kaarten explosief stijgt, en dat algoritmen het moeilijk krijgen om de beschikbare
data op een zinvolle, snelle manier te verwerken.
Doelstelling:
De onderzoeksgroep IBCN heeft expertise in het verwerken van grote digitale kaarten, en beschikt over
zeer geavanceerde routeringsalgoritmen. Om deze positie te verdedigen, moeten we ons voorbereiden
op de explosieve groei van de routerings-databases, en onze technieken opschalen zodat ze klaar zijn
om de nieuwe generaties digitale kaarten het hoofd te bieden.
Op dit moment is de omvang van onze grootste kaart in de orde van 25 miljoen knopen. In deze thesis
mikken we op kaarten die minstens een ordegrootte uitgebreider zijn. Concreet hebben we twee
netwerken ter beschikking met respectievelijk 25*10^7 knopen en 10^19 knopen. De eerste graaf is dus
10 keer zo groot, de andere meer dan 10^11 keer zo groot. In deze thesis zullen we nieuwe
datastructuren en algoritmen ontwerpen die routes berekenen in deze kaarten. Ook in andere
applicatiedomeinen wordt deze kennis gebruikt, bv. in de bio-informatica.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9652: Saas-platform voor open on-line course authoring (Mooc)
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Frank Gielen
Jolien Coenraets
Jolien Coenraets
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 1
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Het onderwijs is zonder twijfel de sector die na de muziek en de media een revolutie zal ondergaan ten
gevolge van de invloed van het internet: de digitale technologie in combinatie met nieuwe
communicatievormen zal ons onderwijssysteem hertekenen. Op internationaal vlak zijn er reeds een
aantal initiatieven zoals EdX van MIT, Coursera en Udacity die aantonen hoe de toekomst er kan uitzien
met cursussen die met 1 muisklik bereikbaar en toegankelijk worden voor duizenden studenten: MOOC –
Massive Open On-line Courses.De grote uitdaging voor deze platformen is het voorzien van interactie
met studenten en tussen studenten onderling. Hiervoor wordt er veel verwacht van de integratie van
sociale media en samenwerkingsplatformen (wiki, forum, ..) met de MOOC platformen. Om kwalitatieve
MOOCs aan te bieden is het belangrijk dat er goede omgevingen zijn waarmee de lesgevers op een
eenvoudige en kost efficiënte wijze online een MOOC-cursus kunnen ontwerpen en implementeren die
gebruik maakt van de nieuwe technologie, de sociale media en internetkanalen. De bestaande platformen
(EdX, Udacity, Coursera,..) zijn in de eerste plaats publicatiesystemen maar bieden geen ondersteuning
voor het online ontwerp en de creatie van een cursus. Daarnaast zijn deze platformen niet beschikbaar
voor elke lesgever die zijn vak online wil brengen en is er geen overdracht van lesmateriaal tussen
verschillende cursussen mogelijk.
Doelstelling:
Tijdens deze thesis zal er een software architectuur ontworpen worden voor een cloud omgeving voor de
creatie en productie van massive open on-line courses - MOOCs. In eerste instantie zal er onderzoek
gevoerd worden naar de bestaande omgevingen en zullen de problemen en toekomstige uitdagingen in
beeld gebracht worden. Op basis daarvan zal er een ontwerp gemaakt worden die verschillende
bestaande tools voor content management, content creation, social media en multichannel publication
integreert. Ook de integratie met eBooks op bestaande eBook platformen moet onderzocht worden. Het
platform moet voldoende aanpasbaar zijn om de verschillende leervormen te ondersteunen en moet ook
toelaten dat iedere lesgever zijn eigen huisstijl op het vlak van layout en design kan blijven gebruiken
(dwz.: het multitenant aspect) en zijn vertrouwde tools zoals Powerpoint en Word kan blijven gebruiken.
Een voorbeeld van een verwant platform voor het aanmaken van een site voor professoren is
http://scholar.harvard.edu. Voor gewone sites is Drupal Gardens ook een voorbeeld
(http://www.drupalgardens.com).
Tijdens de volgende fase van het thesiswerk zal er een MVP (minimum viable product) gemaakt worden.
De MVP zal gebruikt worden om feedback van potentiele gebruikers te krijgen en de integreerbaarheid
met de bestaande platformen te testen.
Locatie:
Zuiderpoort
9844: Sensitiviteitsanalyse voor hoogdimensionale modellering
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Tom Dhaene, Eric Laermans
Dirk Deschrijver
Tom Dhaene
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1
1
2013-2014
Probleemstelling:
Computergebaseerde simulaties worden vaak gebruikt om het input-output-gedrag van een systeem te
analyseren. Door gebruik te maken van de simulatieresultaten kan men vervolgens een surrogaatmodel
berekenen dat het globale gedrag van het systeem benadert. Deze analytische modellen zijn snel te
evalueren en kunnen gebruikt worden om diverse studies op een efficiënte manier uit te voeren. Een
gekend probleem is dat de rekentijd om een model te bouwen exponentieel groeit met het aantal
variabelen. Om dit probleem aan te pakken wil men vooraf de gevoeligheid van iedere variabele bepalen.
Hiertoe wordt vooraf een sensitiviteitsanalyse toegepast zodat men kan nagaan in welke mate het
resultaat van een experiment wordt beïnvloed door veranderingen in de inputwaarden. Op deze wijze
tracht men de belangrijkste variabelen te identificeren die een invloed hebben op het resultaat. Door
overbodige variabelen te elimineren kan de dimensionaliteit en de complexiteit van het
modelleringsprobleem significant verlaagd worden
.
Doelstelling:
De doelstelling van deze thesis bestaat erin om verschillende algoritmes van sensitiviteitsanalyse te
bestuderen (zoals o.a. lokale methodes, variantie-gebaseerde methodes, regressieanalyse, …) en de
voor- en nadelen af te wegen. Vervolgens worden de meest prominente technieken geïmplementeerd in
een MATLAB omgeving en uitgetest op een aantal benchmarkvoorbeelden en/of modellen die berekend
worden met de SUMO toolbox. Door gebruik te maken van deze technieken wordt nagegaan in welke
mate de hoge dimensionaliteit van een modelleringsprobleem gereduceerd kan worden. In een latere
fase kan deze technologie toegepast worden in verschillende toepassingsdomeinen van ICT zoals een
netwerkomgeving en/of beoordeling van videokwaliteit.
Locatie:
Zuiderpoort
9638: Sensornetwerken voor het realiseren van intelligente steden
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Ingrid Moerman
David Carels, Eli De Poorter
Eli De Poorter
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
1
2013-2014
Probleemstelling:
Momenteel worden in verschillende steden sensoren geïnstalleerd voor verschillende doeleinden, onder
andere voor het verzamelen van informatie. Deze informatie is zeer divers. Enkele voorbeelden zijn het
meten van luchtverontreiniging en temperatuur, maar ook het detecteren van vrije parkeerplaatsen,
overvolle vuilnisbakken en het monitoren van verkeersstromen. Deze informatie wordt door de
zogenaamde sensorknopen draadloos uitgewisseld tussen de verschillende sensorknopen.
Deze sensoren zijn meerstal goedkoop, maar ook beperkt in energie. De beperking in energie is
afkomstig van het feit dat deze toestellen doorgaans batterij gevoed zijn. Soms worden deze sensoren
ook gevoed door ‘energy harvesting’ oplossingen, zoals zonnecellen. Deze ‘energy harvesting’
oplossingen bieden echter geen stabiele voeding voor de sensoren, en daarom eerder een aanvulling of
ondersteuning van de batterijvoeding.
Ook mobiele sensornetwerken maken deel uit van het ‘smart city’ concept. Een voorbeeld hiervan is het
monitoren van verhuurfietsen. Momenteel bestaan er echter nog geen gestandaardiseerde oplossingen
voor routering van informatie afkomstig van mobiele knopen.
Doelstelling:
Binnen deze scriptie worden oplossingen ontwikkeld die toelaten om data afkomstig voor mobiele
sensoren te routeren over een city sensornetwerk. Daarbij zal een routeringprotocol dat instaat voor de
communicatie worden uitgebreid om ook mobiliteit te ondersteunen (‘supporteren van hand-overs’). Als
routeringprotocol wordt geopteerd voor RPL, dat een standaard aan het worden is voor routering binnen
sensornetwerken (binnen IETF). De voornaamste uitdaging hierbij is dat het routeringprotocol mobiliteit
moet ondersteunen maar tegelijkertijd erg energie-efficiënt moet zijn, aangezien de beschikbare
stroomtoevoer erg beperkt is. Dit wil zeggen dat de radio van de sensor node regelmatig moet worden
uitgeschakeld en dat de communicatie zo beperkt mogelijk moet worden gehouden.
Het aangepaste protocol zal initieel ontwikkeld worden in een simulator. Nadien zal de ontwikkelde
oplossing getest worden op het draadloze sensor testbed in de Zuiderpoort (zie
http://www.iminds.be/en/develop-test/ilab-t/wireless-lab). Tot slot zal de student kunnen deelnemen aan
het opzetten van een real-life demonstratie waarbij sensor nodes worden geplaatst op fietsen in Gent en
deze fietsen worden gevolgd doorheen de stad
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9725: Simulatie van een ICT-architectuur voor het efficient uitwisselen van data in slimme
elektriciteitsnetwerken
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Chris Develder, Matthias Strobbe
Kevin Mets
Matthias Strobbe
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
2
2013-2014
Probleemstelling:
Slimme energienetwerken (smart grids) 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, waardoor o.a. het balanceren
van vraag en aanbod complexer wordt. Hierdoor is het mogelijk dat bijvoorbeeld beschikbare
hernieuwbare energie niet maximaal benut kan worden.
In dergelijke slimme energienetwerken wordt veel meer data uitgewisseld dan in de huidige netwerken,
o.a. meetdata van slimme meters en gedistribueerde productiefaciliteiten (windmolens,
zonnepanelenparken, ...), allerhande sensoren in het distributienetwerk, controlesignalen afkomstig van
slimme controle algoritmen, etc. Om al deze informatie op een schaalbare en efficiente manier uit te
wisselen tussen alle de betrokken actoren zijn nieuwe communicatieplatformen nodig. Binnen een
Europees onderzoeksproject (C-DAX – http://www.cdax.eu) waar we aan meewerken wordt op dit
moment onderzoek gedaan naar een generiek cloudgebaseerd platform dat een brede waaier aan smart
grid toepassingen ondersteunt.
Doelstelling:
Om het effect van nieuwe ICT architecturen, communicatie en intelligente controle algoritmen in slimme
energienetwerken snel te kunnen evalueren is simulatie erg belangrijk. Daarom werd binnen onze
onderzoeksgroep een simulator ontwikkeld die zowel het elektriciteitsnetwerk als de bijhorende
communicatienetwerken kan modeleren en evalueren. Bij de ontwikkeling van onze simulator lag tot nu
toe de focus vooral op slimme controle algoritmen die bepaalde aanstuurbare lasten gaan verschuiven in
de tijd, vooral voor residentiële gebruikers. Bv. het slim opladen van elektrische voertuigen tijdens de
nacht waarbij rekening gehouden wordt met het moment waarop je ’s morgens met de wagen vertrekt.
Het doel van deze masterproef is om deze simulator verder uit te breiden met communicatiecomponenten
om op die manier o.a. het C-DAX platform te kunnen simuleren. Eerst zullen een aantal aanpassingen en
uitbreidingen aan de bestaande simulator geïmplementeerd moeten worden. In een tweede fase is zullen
verschillende experimenten uitgevoerd worden ter evaluatie van dit C-DAX platform, waarbij vooral
gekeken zal worden naar communicatie aspecten. Bv. waar moet je de data plaatsen in de cloud om
vetraging te minimaliseren? Wat is het effect van verbroken links? Welke communicatiesnelheden heb je
nodig opdat slimme controle algoritmen nuttig kunnen zijn? Etc.
Het is de bedoeling deze simulator vrij te geven als open source tool wanneer deze matuur genoeg is. De
geïmplementeerde uitbreidingen gerealiseerd in deze masterproef zullen dan ook blijvend gebruikt
worden voor toekomstig onderzoek zowel binnen IBCN als daarbuiten.
Locatie:
Zuiderpoort
9657: Slim palletten stockeren in een magazijn
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Mario Pickavet, Pieter Audenaert
Maarten Houbraken, Thijs Walcarius
Pieter Audenaert
Master in de ingenieurswetenschappen: bedrijfskundige systeemtechnieken en
operationeel onderzoek
1
1
2013-2014
Probleemstelling:
Grote magazijnen stockeren vaak vele duizenden pakketten, al dan niet gegroepeerd op palletten. De
doorlooptijd, dus de tijd dat een willekeurig pakket in zo’n magazijn staat, is soms kort, bijvoorbeeld
enkele dagen. Daardoor is het vaak niet mogelijk om lange berekeningen te maken die een optimale
plaatsing bepalen. Goederen kunnen trouwens in groepen toekomen, gesplitst en herverdeeld worden,
om tenslotte op verschillende tijdstippen het magazijn weer te verlaten, hetgeen een extra problematiek
oplevert bij het verplaatsen van de goederen.
Een concreet geval betreft een magazijn van een paar duizend vierkante meter oppervlakte, waar de
doorlooptijd ongeveer 3 dagen bedraagt. Een 4-tal vorkheftrucks plaatsen goederen ad hoc op lege
plaatsen, verplaatsen goederen om ze te hergroeperen, en laden ze weer in.
Doelstelling:
Het spreekt voor zich dat het optimaal plaatsen van palletten van essentieel belang is. Als goederen
misplaatst worden, zodat ze moeilijk terug te vinden zijn, of nadien onbereikbaar zijn vanwege een grote
hoeveelheid andere goederen die ervoor staan, is de organisatorische impact niet te onderschatten. In
deze thesis wensen we deze problematiek aan te pakken in een vereenvoudigde context.
Aan de hand van grondplannen van magazijnen en de lokaties van palletten, zoeken we naar strategieen
die efficient de palletten stockeren in het magazijn op de vrije lokaties. Daartoe moet rekening gehouden
worden met fysische beperkingen (bv. een verkeerd geplaatste pallet die een doorgang blokkeert). Het
probleem zal moeten opgelost worden ahv een aantal heuristieken of vuistregels, die de vorkheftrucker
toelaten om een goede volgorde te bepalen bij het plaatsen en verplaatsen van palletten.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9692:
Techno-economische
evaluatie
van
eHealth-diensten
ontologiegebaseerde operationele procesoptimalisatie
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
met
behulp
van
Mario Pickavet, Sofie Verbrugge
Jan Van Ooteghem, Stijn Verstichel
Jan Van Ooteghem
Master in de ingenieurswetenschappen: bedrijfskundige systeemtechnieken en
operationeel onderzoek
1 of 2
1
2013-2014
Probleemstelling:
Binnen de context van de gezondheidzorg is de werkdruk de laatste jaren enorm toegenomen, wegens
de toenemende bevolking en vergrijzing, besparingsmaatregelen, enz. De ziekenhuisomgeving is een
enorm complexe wereld, met combinatie van zowel medische als paramedische zorgprocessen, die door
verschillende type actoren worden uitgevoerd. Dit zorgt voor een complex kluwen van processen die niet
altijd optimaal op elkaar afgestemd zijn, en waarbij de patient veelal niet centraal staat in het proces.
Indien deze processen beter kunnen worden beschreven, geanalyseerd en geoptimaliseerd, zijn enorme
besparingen in resources (tijd, aantal handelingen, geld) mogelijk.
Ontologieën beschrijven een wereld of een domein op basis van een overeengekomen terminologie.
Daarboven bestaat er een set van regels of axiomas die inwerken op de wereld. Dankzij deze regels
kunnen acties worden ondernomen bv. indien een bericht binnenkomt voor dringende hulp, wordt de
dichtstbijzijnde verpleegster opgeroepen, en andere minder belangrijke oproepen uitgesteld. Een
eenduidige modellering bestaat nog niet om ontologieën, de operationele processen met hun benodigde
resources, en een kostenmodel te koppelen, zodat ook optimalisaties vanuit economisch perspectief
mogelijk zou zijn.
Doelstelling:
Binnen deze thesis willen we ontologieën, de operationele medische en paramedische processen met
hun benodigde resources, en een kostenmodel koppelen. Als use case wordt de uitvoering van de
zorgtaken van de verpleegkundigen in een ziekenhuissetting genomen. Hierbij kunnen we vertrekken van
use cases uit het iMinds ACCIO project.
We kunnen vertrekken van een bestaande ontologie en set van regels, geïmplementeerd in Java. Een
eerste stap is het meer detail uitwerken van de operationele zorgprocessen, zodat deze kunnen gelinkt
worden met de ontologie en regelset. Vervolgens moeten de processen worden uitgebreid met een
techno-economisch model, waarbij resources en kosten worden toegekend aan de verschillende
onderdelen. Op basis van de kostenberekening zullen voorstellen voor aanpassing van de operationele
processen en taken van de betrokken verpleegkundigen (en dus hieraan gelinkt de ontologie en regelset)
moeten worden geformuleerd en geïmplementeerd om de dienstverlening op een meer optimale en
kostenefficiente wijze te laten verlopen.
De resultaten kunnen verder worden uitgewerkt in samenwerking met verschillende actoren uit de sector
(technologie ontwikkelaars, ziekenhuizen, artsen, verpleegsters).
Locatie:
Zuiderpoort of thuis
9918: Temporele analyse in de geschreven pers: kroniek van de financiele crisis?
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Chris Develder, Thomas Demeester
Johannes Deleu
Thomas Demeester
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 2
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Kranten en magazines bevatten een schat aan informatie over personen, bedrijven, gebeurtenissen, etc.
Deze informatie is professioneel van onschatbaar belang voor bedrijven die trends willen opsporen of
onmiddellijk willen inspelen op belangrijke gebeurtenissen gerelateerd aan hun business. Door de ver
doorgedreven digitalisatie worden hedendaagse persarchieven algauw reusachtig groot. Gewone
zoekmachines volstaan niet om aan professionele gebruikers een overzicht naar wens te geven van
bijvoorbeeld de evolutie in het politieke landschap, of het sneeuwbal-effect in de bankencrisis en de
daaropvolgende algemene economische malaise. In deze thesis wordt de nadruk gelegd op de financiële
crisis in het algemeen.
In het bijzonder het tijdsaspect is eigen aan nieuws-archieven, en het ontwikkelen van intelligente
algoritmen die specifiek verbanden leggen tussen opeenvolgende gebeurtenissen of automatisch
detecteren wanneer een gebeurtenis rond een bepaald onderwerp precies plaatsvindt, is nog steeds een
grote uitdaging.
Doelstelling:
We onderscheiden twee richtingen waarin deze thesis kan evolueren, afhankelijk van de interesse van de
student (zodat hier 2 studenten kunnen op werken).
1. Eerder theoretisch / algoritmisch is de voornaamste onderzoeksvraag het leren detecteren van
en linken leggen tussen ‘events’ en entiteiten (personen, organisaties, etc.) rond een bepaald
thema.
2. Een andere uitdaging is het visualiseren van de tijdsafhankelijkheid van grote hoeveelheden
data. Dit vraagt niet alleen het identificeren van de meest relevante termen, maar ook het
onderzoeken van op welke manier de eindgebruiker maximaal inzicht kan krijgen in de data rond
het gekozen onderwerp.
Als uitgangspunt zijn er in de onderzoeksgroep veel ervaring en een aantal software tools beschikbaar
om de student op weg te zetten. Eerst zal het Vlaams persarchief (zo’n 10.000.000 artikelen) worden
geëxploreerd, om een aantal sleutelmomenten te identificeren die belangrijk zijn geweest in het verloop
van de financiële crisis (bv. via het detecteren van ‘bursts’ in het gebruik van specifieke termen).
Vervolgens worden gerelateerde gebeurtenissen opgezocht en geïdentificeerd. Deze data zal dan verder
worden gebruikt als trainingsdata en voor de evaluatie van het systeem. Hierbij kunnen een aantal
machine-learning technieken worden getest en met elkaar vergeleken.
Locatie:
Zuiderpoort, thuis
9711: The Vanishing PC, a PC in your pocket
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Bart Dhoedt, Pieter Simoens
Tim Verbelen
Tim Verbelen
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
2
2013-2014
Probleemstelling:
Door de opkomst van smartphones, worden steeds meer taken uitgevoerd op mobiele toestellen, die
vroeger voorbehouden waren voor de PC, zoals e-mails lezen en versturen, browsen op het Internet, enz.
Hoewel de huidige smartphones steeds krachtiger worden, blijven ze beperkt qua interactie, omwille van
het kleine scherm en de kleine hardware of onscreen toetsenborden. In deze thesis wordt een oplossing
gezocht voor deze problemen door op zoek te gaan naar andere manieren om met de smartphone te
interageren, bijvoorbeeld met behulp van een Head Mounted Display (HMD) en/of hand tracking /
gebarenherkkening.
Doelstelling:
In deze masterproef wordt onderzoek gedaan naar nieuwe interactiemechanismen met mobiele
toestellen, om deze op een eenvoudige manier desktoptaken te laten overnemen. Zo kan het scherm
vervangen en/of uitgebreid worden met een Head Mounted Display. Dit laat toe om bijvoorbeeld een
virtueel toetsenbord of andere userinterface te projecteren in het gezichtsveld van de gebruiker, dewelke
dan kan aangestuurd worden door handbewegingen. Deze nieuwe manier van interactie zal dan
geimplementeerd worden op een prototype, en geëvalueerd worden in vergelijking met conventionele
user input op smarthpones
Locatie:
Zuiderpoort
9845: Variability in Photonic Circuits
Promotor(en):
Begeleider(s):
Aantal
studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Wim Bogaerts, Tom Dhaene
Martin Fiers, Thomas Van Vaerenbergh, Francesco Ferranti
Erasmus
Mundus
Master
of
Science
in
Photonics,
Master
in
de
ingenieurswetenschappen:
computerwetenschappen,
Master
in
de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek, Master in de ingenieurswetenschappen:
fotonica, Master in de ingenieurswetenschappen: toegepaste natuurkunde
1
1
2013-2014
Probleemstelling:
Silicon Photonics is an enerming technology that allows integration of photonic components into an
optical circuit on a much larger scale than any previous technology, because in silicon photonics the
indivdual building blocks can be much smaller. However, the same effect that allows this shrinking of
photonic building blocks (i.e. the high refractive index contrast) makes these components sensitive to very
small variations in geometry. Even though silicon photonics can be fabricated with the same tools that are
used for the manufacturing of deep-submicron CMOS transistors, the variability that is introduced by the
fabrication process poses a major technological challenge. For instance, the response of wavelength
filters will show a shift in wavelength between devices, or in the same devices as a response to
operational conditions (e.g. temperature). Such effects can accumulate inside an entire circuit.
At the same time, the larger circuits and the variability pose a significant challenge on the design side.
Ideally, a photonic circuit is designed such that it can work with a certain degree of variability. However,
because the circuits can now be much larger, it is not easy to estimate the response of a photonic circuit
to the variability in the individual building blocks. Brute-force Monte-Carlo simulations only work up to a
certain extent.
Doelstelling:
The goal of this thesis is to enable variability analysis for photonic integrated circuits, and apply the
analysis on real-life silicon photonic technology.
For the analysis, we will use Caphe, a very powerful photonic circuit simulator developed in the photonic
research group. With Caphe, we can construct photonic circuits and simulate the response between
inputs and outputs. In a first instance, we can use a Monte-Carlo routine to simulate how variability affects
the circuit, and look at the effect of correlated vs. random variations between components. We can insert
real-life statistics of components (e.g. waveguide linewidths and thicknesses) from the silicon photonics
technology platform of IMEC. More elaborate methods, as developed in the Surrogate Models (SUMO)
group, could also be applied. Such analysis can lead to a prediction of how varibility on component level
can have an effect on the overall yield of the circuit.
In parallel, we want to extend Caphe to support more efficient variability analysis methods. For instance,
using Polynomial Chaos, we could replace the actual circuit with a larger circuit, which incorporates the
effect of the variability. The outputs will then provide a statistical view of how the entire circuit will behave.
The results of this methodology can then be compared to the earlier results of Monte-Carlo analysis, and
be validated against measurements on real-life circuits. For this, the Photonics Research Group has
automated measurement equipment that allow the collection of statistical circuit data over a large number
of samples.
A love and affinity for programming is desirable, as this thesis will involve some in-depth engineering in
C++ and Python.
Locatie:
Technicum, Zuiderpoort
9797: Verwerking van gepersonaliseerde video in een Content Centric Network
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Bart Dhoedt, Pieter Simoens
Piet Smet
Piet Smet
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1
1
2013-2014
Probleemstelling:
Stel je wenst een video-opname van New York zo aan te passen dat een UFO tussen de torenhoge
gebouwen vliegt. Om dat nu te realiseren moet je eerst de beelden opnemen met je camera om
vervolgens thuis op je desktop deze video te bewerken met rekenintensieve video editing software. Je
zou deze software als service op een server kunnen hosten, en dan van op je mobiel toestel beelden
naar de server streamen, waar de bewerkingen dan plaatsvinden. Hiervoor moet je echter wel weten op
welke server deze service gehost wordt en bovendien kan de netwerkvertraging zeer groot zijn.
Content-Centric Networking (CCN) kan een oplossing bieden voor dergelijke problemen, door clients een
service te laten aanspreken zonder de locatie ervan te kennen. Een gebruiker geeft de naam op van de
service waar hij mee wenst te communiceren en het CCN netwerk zal de meest geschikte server de
aanvraag laten verwerken, of zelfs aan load-balancing doen. Dit vereenvoudigt sterk de aangehaalde use
case: je stuurt de beelden van je camera op het netwerk en je vraagt voor een video editing service, die
als antwoord de bewerkte beelden zal versturen waarop je vliegende UFO de stad schrik aanjaagt.
Wanneer we dit wensen te realiseren stoten we echter op een probleem: wanneer we een video
streamen gaan we, om bandbreedte te sparen, geen volledige frames op het netwerk versturen, maar wel
net genoeg data zodat de service onze opname kan reconstrueren op basis van vorige beelden en de
nieuwe data. Het is dus belangrijk dat alle aanvragen van een gebruiker door dezelfde service instantie
worden verwerkt. Huidige CCNs bieden echter geen ondersteuning voor sessies en dus moeten hier
extra voorzieningen gemaakt worden om stateful services mogelijk te maken.
Doelstelling:
In deze masterproef is het de bedoeling dat de student eerst op zoek gaat naar methodes om stateful
services aan te kunnen bieden in een op CCN gebaseerd netwerk. Eerst moet beslist worden of hiervoor
een bestaand CCN framework of een eigen implementatie de voorkeur krijgt. Een eerste state-of-the-art
analyse zal hier een antwoord bieden. Na deze initiële analyse ontwerpt de student een proof of concept,
waarmee de gevonden aanpak geëvalueerd kan worden.
De student gaat vervolgens over op het ontwikkelen van een Virtual Reality use case: beelden worden
naar de service verstuurd en hier worden artificiële objecten op gegenereerd. Objectherkenning zorgt
ervoor dat de artificiële objecten niet tegen muren aanbotsen en bovendien ook in 3D perspectief
bovenop de omgeving weergegeven worden. Hiervoor kan gebruik gemaakt worden van bestaand
onderzoek in de onderzoeksgroep.
Vervolgens wordt deze service uitgebreid zodat deze compatibel is met het CCN-concept, waardoor
naamgebaseerde aanvragen correct verwerkt kunnen worden. Hierbij moet rekening gehouden worden
dat deze service in servicecomponenten is opgedeeld die zich op verschillende fysieke locaties kunnen
bevinden. Het uiteindelijke doel is om deze service schaalbaar te maken voor meerdere gebruikers op
een Wide Area Network (WAN), waarbij communicatie via het CCN protocol verloopt.
Locatie:
Zuiderpoort
9868: Voorspelling van de overlevingskansen van neuroblastoompatiënten met machine
learning
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Tom Dhaene, Yvan Saeys
Joeri Ruyssinck, Katleen De Preter
Joeri Ruyssinck
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1 of 2
1
2013-2014
Probleemstelling:
In het UZ Gent wordt momenteel fundamenteel onderzoek gedaan naar de onderliggende moleculaire
mechanismen van neuroblastoom, een type kanker dat voornamelijk bij kinderen voorkomt en de cellen
van het zenuwstelsel aantast.
Neuroblastoom is een vrij heterogene ziekte met zowel patiënten bij wie een volledige genezing verwacht
wordt alsook hoogrisicopatiënten, die vaak sterven aan de ziekte. Patiënten worden bij diagnose in deze
verschillende risicocategorieën ingedeeld waarop de intensiteit van de behandeling wordt afgestemd.
Met de huidige vooruitgang in de biotechnologie is het mogelijk om op grote schaal verschillende types
moleculaire data te verzamelen afkomstig van deze patiënten. Zo hoopt men een beter beeld te krijgen
van de onderliggende mechanismen die leiden tot neuroblastoom. Om deze data maximaal te analyseren
zijn automatische technieken zoals machine learning een uitermate geschikte keuze om patronen in deze
data te vinden die tot nieuwe biologische hypothesen kunnen leiden.
Doelstelling:
In dit project zal de student modellen ontwikkelen die kunnen gebruikt worden om de overlevingskansen
van patiënten met neuroblastoom te bepalen.
In een eerste fase van het onderzoek zal bekeken worden welke de beste strategie is om deze modellen
op te bouwen: ofwel een enkel (heterogeen) model dat verschillende subgroepen van patiënten
modelleert, ofwel verschillende modellen die elk focussen op een specifieke subgroep van patiënten. In
het laatste geval zullen bijvoorbeeld ook clusteringstechnieken bekeken worden om te zien of de
verschillende subgroepen van patiënten overlap vertonen. In de tweede fase van het project zal dan
bekeken worden welke de belangrijkste kenmerken (features) zijn die uit deze predictieve modellen
afgeleid kunnen worden.
Kennis van bio-informatica, biologie en machine learning is niet vereist, een interesse in deze materie
wel.
Dit onderzoek biedt reële mogelijkheden naar een wetenschappelijke publicatie toe en naar verder
doctoraatsonderzoek.
Locatie:
Zuiderpoort
9762: Vroegtijdige voorspelling van langdurige opnames van patiënten in de Intensieve
Zorgen
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Filip De Turck, Johan Decruyenaere
Femke Ongenae, Femke De Backere
Femke Ongenae
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen
Aantal studenten:
1 of 2
Aantal masterproeven: 2
AJ:
2013-2014
Probleemstelling:
Een lang verblijf op de dienst Intensieve Zorg (IZ) wordt geassocieerd met een enorme last voor
patiënten en hun families, maar ook met hoge kosten voor het ziekenhuis. Geplande opnames kunnen
immers niet doorgaan wegens te weinig beschikbare bedden. Daarnaast hebben patiënten die langdurig
op het IZ liggen vaak extra zorg nodig door hun ernstig ziektebeeld. Een langdurig verblijf brengt ook
extra risico’s die met zich mee, namelijk een verhoogd risico op ziekenhuisbacterie of risico’s verbonden
aan het langdurig in coma houden van de patiënt. Het is dus in het voordeel van zowel de patiënt als het
ziekenhuis indien zou kunnen voorspeld worden of een langdurige opname zal nodig zijn. Op deze
manier kan men hier ideaal op inspelen en kunnen de nodige voorzorgen genomen worden.
In het IZ wordt er heel wat data verzameld over de toestand van een patiënt, zoals labo-resultaten van
het bloed en de urine of parameters via monitoringtoestellen, bijvoorbeeld bloeddruk en hartslag. Het is
echter moeilijk voor de zorgverleners om constant deze gigantische stroom van data in de gaten te
houden en in verband te brengen met elkaar, zodat vroegtijdige signalen voor een langdurige opname
kunnen opgemerkt worden
Doelstelling:
Het doel van deze thesis is de ontwikkeling van een intelligent, zelflerend platform die in staat is om op
basis van de data, verzameld op de dienst Intensieve Zorgen over de toestand van de patiënt, vroegtijdig
te voorspellen hoeveel dagen deze patiënt nog opgenomen zal zijn in het IZ. Dit brengt natuurlijk enkele
uitdagingen met zich mee. Ten eerste moet het platform in staat zijn om de gigantische hoeveelheid
informatie, die verzameld wordt over een patiënt op een performante manier te verwerken. Hiervoor
kunnen technieken onderzocht worden voor het opsporen van parameters, die het meest geschikt zijn
voor het voorspellen van de opnameduur van een patiënt. Ten tweede moet op basis van deze kleinere
set van parameters voorspeld worden hoe lang de patiënt nog zal opgenomen zijn in het IZ. Hiervoor
kunnen verschillende artificiële intelligentie technieken onder de loep genomen worden, bijvoorbeeld
neurale netwerken en support vector machines. In de laatste stap zal een evaluatie uitgevoerd worden
van de output van de gekozen technieken, zodat geëvalueerd kan worden in hoeverre deze kan gebruikt
worden voor predictie en trend-analyse.
Deze thesis gebeurt in nauwe samenwerking met de dienst Intensieve Zorg van het UZ Gent. Dit
onderwerp biedt de student de mogelijkheid om kennis op te doen rond intelligente verwerking van data,
eHealth en artificiële intelligentie binnen een uitdagende en sociaal relevante use case.
Kennis van artificiële intelligentie is niet vereist. Er wordt ruim de tijd gelaten aan het begin van deze
thesis om zich in te werken in deze technieken.
Locatie:
Zuiderpoort
10237: Zoeken naar graafmotieven met behulp van parallelle programmeertechnieken
Promotor(en):
Begeleider(s):
Contactpersoon:
Aantal studenten:
Aantal
masterproeven:
AJ:
Jan Fostier, Pieter Audenaert
Pieter Audenaert
Pieter Audenaert
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen, Master in de
ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
1
1
2013-2014
Probleemstelling:
In biologische systemen kunnen proteïnen (eiwitten) met elkaar interageren. Ze vormen grote moleculaire
complexen die belangrijke functies hebben in biologische processen. Zo bestaan er databases van
miljoenen proteïne-proteïne interacties in bepaalde organismen, bv. Saccharomyces cerevisiae (biergist).
Het is nu mogelijk om die interacties in kaart te brengen (via een graafstructuur), en bepaalde structuren
te zoeken in deze zogenaamde interactienetwerken.
De structuren waar we naar zoeken, zogenaamde motieven, zijn in grote aantallen aanwezig in de
databank. Eenmaal je ze er allemaal uitgehaald hebt, moet je ze nog clusteren per type, om op die
manier de belangrijkheid van bepaalde proteïnen in een bepaalde context bepalen. Op basis van deze
gegevens kunnen biologen gemakkelijker bepaalde processen in organismen bestuderen en begrijpen.
De motieven zoeken en clusteren zijn twee verschillende taken, die achtereenvolgens worden uitgevoerd.
Dit is een tijdrovend proces, en bovendien kan de tweede fase niet opgestart worden vooraleer de eerste
fase afgelopen is. In het geval dat de tweede fase snel vastloopt, moet de eerste fase weer volledig
heropgestart worden, met veel tijdsverlies tot gevolg.
Doelstelling:
In deze thesis is het dan ook de bedoeling om tegelijkertijd motieven te zoeken en te clusteren. Enerzijds
gaan we parallel op zoek naar de motieven (op verschillende plaatsen in de database tegelijkertijd), en
anderzijds moeten we ze te clusteren van zodra het kan. Hiervoor dienen vernieuwende, parallelle
algoritmen ontwikkeld worden die toelaten om het werk zo efficient uit te voeren.
Referentie: https://biblio.ugent.be/publication/1266372/file/1266452.pdf
Locatie:
Zuiderpoort, thuis