ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМУ ГІДРОТЕРМАЛЬНОЇ ТЕПЛОНАСОСНОЇ СИСТЕМИ

Ґрунтові води є високоефективним джерелом відновлюваної низкопотенциальной енергії, проте ефективне використання таких систем багато в чому залежить від попереднього вивчення геологічної будови гірського масиву, а також гідрогеологічних параметрів водоносного горизонту. Метою дослідження є визначання залежності техніко-економічних показників гідротермальної теплонасосної системи від гідрогеологічних параметрів водоносного горизонту. В роботі визначено основні гідрогеологічні параметри, які впливають на тепловий режим гідротермальної теплонасосної системи. Представлено розроблену і сконструйовану в Інституті відновлюваної енергетики НАН України гідротермальну експериментальну теплонасосну систему, яка складається з теплового насоса та двох свердловин, через які забезпечується циркуляція води від підземного горизонту до теплового насоса. Наведено опис характеристик вимірювального обладнання, встановленого на гідротермальній теплонасосній системі, та розробленої автором інтерактивної системи диспетчеризації на базі програмного продукту ESM (Engineering Systems Manager) з використанням язика програмування FBD (Function Block Diagram|Continuous Function Chart), яка була застосована для побудови системи візуалізації та архівації даних, отриманих в процесі цієї науково-дослідницької роботи. Наведено результати проведених експериментальних досліджень. Виконано аналіз ефективності та інвестиційної привабливості гідротермальної системи, де як відновлюване первинне джерело теплової енергії для роботи теплового насоса використовується низькопотенціальна теплова енергія води водоносного горизонту. Показано, що наявні гідротермальні теплонасосні системи не завжди адаптовані до умов експлуатації, місця розташування об’єкта і що відсутня методика проєктування гідротермальних теплонасосних систем і методика проведення попередніх гідрогеологічних досліджень району, вибраного для монтажу даних систем. Мають перспективу подальші експериментальні дослідження впливу дебіту та динаміного рівня свердловини на стабільність та ефективність роботи гідротермальної теплонасосної системи. Бібл. 16, табл. 1, рис. 5.

Combinational Fusion and Global Attention of the Single-Shot Method for Synthetic Aperture Radar Ship Detection

Synthetic Aperture Radar (SAR), an active remote sensing imaging radar technology, has certain surface penetration ability and can work all day and in all weather conditions. It is widely applied in ship detection to quickly collect ship information on the ocean surface from SAR images. However, the ship SAR images are often blurred, have large noise interference, and contain more small targets, which pose challenges to popular one-stage detectors, such as the single-shot multi-box detector (SSD). We designed a novel network structure, a combinational fusion SSD (CF-SSD), based on the framework of the original SSD, to solve these problems. It mainly includes three blocks, namely a combinational fusion (CF) block, a global attention module (GAM), and a mixed loss function block, to significantly improve the detection accuracy of SAR images and remote sensing images and maintain a fast inference speed. The CF block equips every feature map with the ability to detect objects of all sizes at different levels and forms a consistent and powerful detection structure to learn more useful information for SAR features. The GAM block produces attention weights and considers the channel attention information of various scale feature information or cross-layer maps so that it can obtain better feature representations from the global perspective. The mixed loss function block can better learn the positions of the truth anchor boxes by considering corner and center coordinates simultaneously. CF-SSD can effectively extract and fuse the features, avoid the loss of small or blurred object information, and precisely locate the object position from SAR images. We conducted experiments on the SAR ship dataset SSDD, and achieved a 90.3% mAP and fast inference speed close to that of the original SSD. We also tested our model on the remote sensing dataset NWPU VHR-10 and the common dataset VOC2007. The experimental results indicate that our proposed model simultaneously achieves excellent detection performance and high efficiency.

Function Block-Based Multimodal Control for Symbiotic Human–Robot Collaborative Assembly

In human–robot collaborative assembly, robots are often required to dynamically change their preplanned tasks to collaborate with human operators in close proximity. One essential requirement of such an environment is enhanced flexibility and adaptability, as well as reduced effort on the conventional (re)programming of robots, especially for complex assembly tasks. However, the robots used today are controlled by rigid native codes that cannot support efficient human–robot collaboration. To solve such challenges, this article presents a novel function block-enabled multimodal control approach for symbiotic human–robot collaborative assembly. Within the context, event-driven function blocks as reusable functional modules embedded with smart algorithms are used for the encapsulation of assembly feature-based tasks/processes and control commands that are transferred to the controller of robots for execution. Then, multimodal control commands in the form of sensorless haptics, gestures, and voices serve as the inputs of the function blocks to trigger task execution and human-centered robot control within a safe human–robot collaborative environment. Finally, the performed processes of the method are experimentally validated by a case study in an assembly work cell on assisting the operator during the collaborative assembly. This unique combination facilitates programming-free robot control and the implementation of the multimodal symbiotic human–robot collaborative assembly with the enhanced adaptability and flexibility.

PyroMEMS as Future Technological Building Blocks for Advanced Microenergetic Systems

For the past two decades, many research groups have investigated new methods for reducing the size and cost of safe and arm-fire systems, while also improving their safety and reliability, through batch processing. Simultaneously, micro- and nanotechnology advancements regarding nanothermite materials have enabled the production of a key technological building block: pyrotechnical microsystems (pyroMEMS). This building block simply consists of microscale electric initiators with a thin thermite layer as the ignition charge. This microscale to millimeter-scale addressable pyroMEMS enables the integration of intelligence into centimeter-scale pyrotechnical systems. To illustrate this technological evolution, we hereby present the development of a smart infrared (IR) electronically controllable flare consisting of three distinct components: (1) a controllable pyrotechnical ejection block comprising three independently addressable small-scale propellers, all integrated into a one-piece molded and interconnected device, (2) a terminal function block comprising a structured IR pyrotechnical loaf coupled with a microinitiation stage integrating low-energy addressable pyroMEMS, and (3) a connected, autonomous, STANAG 4187 compliant, electronic sensor arming and firing block.