Zastosowanie teorii chaosu w elektronicę

[admunt1]

Poszukuje pomysłu do pracy dyplomowej - gdzie w elektronice / automatyce itp. można zastosować teorię chaosu ??? : )

Charakterystyki układów chaotycznych są nieliniowe, nieokresowe, nieprzewidywalne itp.

Kryptografia odpada. Koledzy sprawdzali, że metody klasyczne są leprze od chaosu.

Póki co udało mi się filtrować chaos za pomocą filtru Alfa-Beta i filtru Kalmana:

https://www.forbot.pl/forum/topics66/filtr-kalmana-od-teorii-do-praktyki-1-vt10521.htm

https://www.forbot.pl/forum/topics66/filtr-alfa-beta-od-teorii-do-praktyki-1-vt10216.htm

[deshipu]

W ortografii też się raczej nie sprawdza... 😉

A tak poważnie, to chyba najlepiej w "swarm robotics", albo wszędzie indziej, gdzie mamy samoorganizujące się grupy. https://en.wikipedia.org/wiki/Swarm_robotics

Polecałbym też doczytać czym dokładnie zajmuje się teoria chaosu, bo to, o czym ty piszesz z tymi filtrami, to nie chaos, tylko zwykły szum.

[Chumanista]

Kryptografia odpada. Koledzy sprawdzali, że metody klasyczne są leprze od chaosu.

Lepsze w kryptografii to pojęcie bardzo względne.

RSA jest lepsze od szyfru Cezara, prawda?

A teraz pomyśl że celem jest przekazanie notatki na lekcji - widzisz różnicę?

Powyższe to oczywiście hiperbola, ale ponieważ zaczyna się już mówić o komputerach kwantowych "metody klasyczne" mogą niedługo stać się bezużyteczne.

To moje 3 grosze.

[admunt1]

A jakiś inny pomysł związany z elektroniką / elektrotechniką ?

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[deshipu]

A co ty tak naprawdę chcesz robić? Co cię interesuje? Tylko nie mów, że wybrałeś sobie "teorię chaosu" bo ma fajnie brzmiącą nazwę...

[admunt1]

W Matlabie / Simulinku bawiłeś się różnymi równaniami różniczkowymi - opisującymi chaos.

Opis matematyczny wyszedł mi całkiem przyzwoicie bo coś udało się zasymulować ze wzorów.

Przykłady podałem wyżej pod linkiem.

Wypadałoby zrobić z tego coś praktycznego.

Twój pomysł Deshipu o "swarm robotics" jest dobry.

Jak to łatwo pokazać. Nie mam kasy na tyle robotów ; )

Może masz inny pomysł na zastosowanie chaosu ?

[deshipu]

Zawsze możesz te roboty zasymulować...

Poza tym te roboty są specjalnie tak budowane, żeby wychodziło po kilka centów za sztukę.

[admunt1]

Może macie radę skąd praktycznie pobrać - przebiegi czasowe chaotyczne ?

Najlepiej choć trochę powtarzalne i aby dało się je synchronizować w praktycznym celu.

Umiem czarować z matematyki (teorii automatyki) jak ułożyć równanie, które opisuje chaos, więc mogę wymyślać jak synchronizować np. dwa przebiegi chaotyczne.

Przypomnę, że synchronizacja polega na wytłumieniu drgań, oscylacji.

Macie radę najlepiej z elektroniki ?

[marek1707]

A np. wahadło z dwoma (kilkoma?) przegubami nie wystarczy? Skoro jesteś dobry w modelowaniu, napisz sobie funkcję machającą takim wirtualnym wahadłem. Po pierwszym kopie startowym może dostawać jakieś wymuszenia np. lekkie popchnięcia w którąś stronę (i to będzie wpływ tej Twojej synchronizacji) a niech oddaje stan głównego ramienia (kąt) jako przebieg chaotyczny. No i masz obiekt. Teraz bierzesz drugi o delikatnie innych parametrach fizycznych (długościach ramion) i masz inny chaos. Albo dwa takie same - nie wiem co tam potrzebujesz, a na zewnątrz piszesz całą maszynę do synchronizacji. I pokazać na ekranie można w czasie rzeczywistym i trochę liczenia będzie 🙂

To samo możesz też zrobić w naturze - jeśli musisz. Wahadła - sprawa oczywista (nie będą idealne niestety a w kompie mogą kiwać się bez końca), do tego czujniki położenia (np. enkodery optyczne na głównym łożysku) plus wymuszenia (serwo z żyłką lub gumką lekko pociągające ramię jednego z nich). Czy o to chodzi?

[admunt1]

A jakiś pomysł w elektronice / elektrotechnice ?

[marek1707]

No ale nie rozumiem. Przecież wiem, że znasz elektroniczne układy chaotyczne. Zbuduj jakikolwiek, wczytuj jego stan za pomocą zestawu przetworników A/C (pomożemy zbudować), analizuj to swoim oprogramowaniem (nie pomożemy) i wpływaj na drugi taki sam układ za pomocą zestawu przetworników C/A (także pomożemy). Jak wszystko dobrze pójdzie będziesz miał dwa chaosy synchronizowane jeden drugim. Choć szczerze mówiąc wciąż nie wiem po co.....

No dobra, jeżeli z jednego (za przeproszeniem) wyekstrahujesz jakieś liczby/bity/dane o stanie chaosu i wykorzystasz je np. do szyfrowania strumieniowego ciągu informacji, to po drugiej stronie (przesyłając zaszyfrowany ciąg plus dane dot. synchronizacji) będziesz mógł - po zsynchronizowaniu chaosów - ekstrahować ten sam stan i wykorzystać to do odszyfrowania oryginalnej informacji traktując stan chaosu "odbiorczego/podrzędnego" jako klucza kryptograficznego. Ktoś nie znający budowy/parametrów obu chaosów będzie miał trudne zadanie nawet jeśli podsłucha kanał. Czy to jest wystarczająco praktyczne/elektroniczne i wyjechane w Kosmos? 🙁

----------------------

EDIT: Skoro wahadła nie a kryptografia be (bo słaba i właściwie raczej się nie sprawdza w praktyce - do czego doszliśmy już wcześniej) to może poszukaj natchnienia wśród fachowców. Pierwsze z brzegu trafienie:

http://math.stackexchange.com/questions/562928/practical-applications-of-chaos-theory-in-engineering-or-physics

Jeśli coś z tego Cię nakręci, wybierz któreś z przytoczonych zastosowań i opisz je dokładnie. Moim zdaniem wszystkie są mocno kontrowersyjne, ale być może w świecie prawdziwej nauki obowiązują inne prawa i inny (zdrowy?) rozsądek. Może wtedy coś wymyślimy. Umiemy wymyślać elektronikę klasyczną, ale jakoś nie potrafimy znaleźć miejsca dla odrobiny.. chaosu. Powtarzanie tych samych pytań dziwnych na forum amatorów robotyki chyba - jak widzisz - nie działa 🙁 To Ty powiedz konkretnie CO trzeba zrobić a ja Ci powiem JAK.

[admunt1]

Co sądzisz Marku o zastosowaniu chaosu w kodowaniu np. obrazu ?

Sprzętowo wydaje się, że to nie drogi temat bo wystarczy sama kamera, a potem to już kodowanie obrazu.

Widziałeś, czytałeś coś na ten temat aby było o co się zaczepić ?

Wspominałeś kiedyś, że chaos słabo wypada w porównaniu z metodami klasycznymi, a co sądzisz o kodowaniu obrazu ? Myślisz, że metody klasyczne nie będą lepsze np. generator szumu ?

[marek1707]

Co rozumiesz pod pojęciem kodowanie: szyfrowanie czy kompresję?

[admunt1]

Rozumiem szyfrowanie. A można wykorzystać chaos do kompresji ?

To może być ciekawe : )

[ Dodano: 29-02-2016, 21:10 ]

Testowałem w Matlabie / Simulinka różne modele chaotyczne zapisane równaniem różniczkowym.

Używałem różnych metod Synchronizacji dla dwóch i jednego modelu chaotycznego.

Zrobiliśmy na forum filtrację za pomocą filtra Kalmana i Alfa-Beta.

Wspominałeś kiedyś, że chaos słabo nadaje się do kryptografii – chyba, że masz pomysł ?

Jaką drogą radzisz pójść ?

Dobrze trzymam się z matematyki.

[marek1707]

Chciałem tylko zrozumieć co piszesz.

Nową i ciekawą dziedziną w zakresie czujników, pomiarów i przesyłania ich wyników jest tzw. próbkowanie oszczędne. Normalnie na świecie nazywa się to sparsed sampling lub też compressed sensing. Polega to na zaprzęgnięciu matematyki do takiego wykonywania pomiarów by zbędna stawała się kompresja wyników przed przesyłaniem lub składowaniem. Ktoś po prostu zauważył, że próbkowania wykonywane wg pewnego bardzo sprytnie wymyślonego wzorca (czasowego w przypadku sygnałów jednowymiarowych, przestrzennego w przypadku np. obrazów) od razu mogą być traktowane jak skompresowana informacja o całości sygnału. Metoda jest niesymetryczna - jak to zwykle bywa przy kompresji, ale to akurat dobrze. Systemy bardzo prostych czujników kiepsko sobie radziły z upychaniem informacji w wąskim zwykle kanale komunikacyjnym a teraz mogą robić to samo o wiele prościej. Po stronie odbiorczej nie mamy zwykle ograniczeń energetycznych (np. sonda masjańska i gigantyczny ośrodek kontroli lotów na Ziemi) więc możemy zaprząc dowolnie duże moce obliczeniowe do dekompresji.

W próbkowaniu oszczędnym potrzebne są wzorce - być może tutaj można by wykorzystać synchronizowane chaosy - do generacji ich po obu stronach? Spróbuj coś o tym poczytać. Jest trochę po polsku - jakieś wstępy itp - to wystarczy by się zorientować w temacie, ale najwięcej oczywiście jest opracowań i raportów angielskojęzycznych. Widziałem tego typu próby obróbki sygnałów akustycznych i obrazów. Goście zrobili np. jednopixelową kamerę bezsoczewkową, w której obraz (statyczny) był przepuszczany przez matycę LCD w której otwierano lub zamykano pewne pixele. Taka matryca służyła jako przesłona a umieszczona za nią fotodioda (lub zespół trzech: RGB) była jedynym czujnikiem światła jako sumy wszystkich otwartych pixeli. Po zrobieniu wielu takich pomiarów - każdy z innym wzorcem otwartych i zamkniętych pixeli dostajesz gotowy, skompresowany i w pewien sposób zaszyfrowany obraz jako ciąg napięć/liczb z fotodiody. Liczba pomiarów jest kilkukrotnie mniejsza niż liczba pixeli obrazu 🙂 Teraz już tylko trochę matematyki (plus znajomość generatora wzorców) i możesz obserwować jak w dekoderze powoli (metody korelacyjne) powstaje obraz oryginalny 🙂

Naprawdę staram się, ale nie mam dla Ciebie dobrych pomysłów 🙁 Już sam chaos jest w technice dość egzotyczną teorią (choć w przyrodzie - jak się wydaje - dość powszechnym zjawiskiem), a Ty potrzebujesz na dodatek dwóch i to jeszcze synchronizowanych. Może sam podrzuć coś z tematów w których ludzie tego użyli, a my spróbujemy zastanowić się nad ich "elektronizacją"?