סטודנטים מהטכניון זכו במקום הראשון בתחרות הבינלאומית "גביע עיבוד האות" בעזרת פתרון מבוסס MATLAB
קבוצת סטודנטים מהמעבדה לעיבוד אותות ותמונות (SIPL) בטכניון זכתה במקום הראשון בתחרות היוקרתית ביותר בתחום עיבוד האותות לסטודנטים לתואר ראשון, IEEE Signal Processing Cup, אשר התקיימה בחודש מאי האחרון. כלל שלבי הפתרון מומשו באמצעות MATLAB.
IEEE Signal Processing Cup הינה תחרות בינלאומית אשר נערכת מזה כ-7 שנים ונחשבת לתחרות היוקרתית ביותר לסטודנטים בתואר ראשון בתחום עיבוד האותות. בכל שנה מוגדרת משימה אחרת והשנה הנושא היה גילוי אירועים חריגים במערכות אוטונומיות, כדוגמת רכבים אוטונומיים או רחפנים.
בתחרות השנה השתתפו כ-30 קבוצות שהורכבו מכ-200 סטודנטים מרחבי העולם.
גמר התחרות נערך בכל שנה במסגרת כנס ICASSP, הכנס המוביל בתחום, וגם השנה נערך במסגרת הכנס אך באופן ווירטואלי, כמו הכנס כולו.
קבוצת הסטודנטים ממעבדת SIPL בטכניון (המעבדה לעיבוד אותות ותמונות בפקולטה להנדסת חשמל) זכתה במקום הראשון בתחרות עם פרס של 5,000 $ לסטודנטים, תוך מימוש פתרון המבוסס על פלטפורמת MATLAB מקצה לקצה!
בניגוד לקבוצות אחרות, הקבוצה הייתה מורכבת משלושה סטודנטים בלבד (תיאו אדראי, דוד בן סעיד וסמואל סנדרוביץ') בהנחייה של יאיר משה ופבל ליפשיץ. הפתרון שפותח לצורך התחרות הינו פתרון חדשני אשר התבסס על רעיונות ושיטות מהמחקר של פבל ליפשיץ ופרופ' רונן טלמון. כאמור, המשימה השנה הייתה לזהות אנומליות במערכות אוטונומיות והסטודנטים נדרשו לפתח ולממש אלגוריתם חדשני על סט נתונים שנוצר במיוחד עבור התחרות.
במסגרת ההנחיות הוגדר כי יש להשתמש אך ורק באלגוריתמים של למידה לא-מפוקחת (unsupervised learning), כלומר אין מידע מקדים אודות האירועים החריגים.
אלגוריתם הפתרון נכתב כולו ב-MATLAB, החל מקריאת הנתונים הגולמיים (שניתנו בפורמט rosbag, יכולת חדשה יחסית ב-MATLAB), ועד הצגת פלט התוצאות הסופיות באופן גרפי.
הסטודנטים מימשו את שלבי האלגוריתמיקה תוך עיבוד ראשוני של הנתונים (Images & IMU data), הורדת הממדיות ע"י שימוש בפונקציות kernel ומדידת מרחקים על היריעה המתקבלת בממד הנמוך.
תרשים מלבנים המציג את שלבי הפתרון, החל מקבלת סט הנתונים הראשוני
ועד למתן ציון המשקף את מידת האנומליה
בתרשים הנ"ל ניתן לראות כיצד השימוש ברשת קונבולציה עמוקה מאומנת מראש מסוג ResNet-18 כחלק ממערכת הנדסית גדולה יותר היה חלק אינטגרלי מהפתרון שהוצע.
הפתרון שהוצע הוא חדשני, חסין ויעיל חישובית. הסטודנטים אף פיתחו ממשק משתמש גרפי באמצעות ה- MATLAB App Designer על מנת להציג את הביצועים בצורה נוחה ובזמן אמת:
>> הינכם מוזמנים לצפות במצגת הקצרה שהסטודנטים הציגו בגמר- לחצו כאן
בתור מרכזת הפעילות של חברת סיסטמטיקס (מפיצת MathWorks בישראל) מול הסקטור האקדמי, אני מברכת את צוות הסטודנטים והמנחים על זכייתם.
אני ממשיכה לעמוד לרשות המרצים, החוקרים והסטודנטים באמצעות המייל ([email protected]) ואשמח לסייע להפיק את המירב מהכלים שבסביבת MATLAB, לקדם סמינרים והרצאות מקצועיות בנושאים השונים ולקחת חלק בהאקתונים ותחרויות בקמפוס (כדוגמת פעילויות שהתקיימו לאחרונה באוניברסיטת בן גוריון: האקתון בנושא סגמנטציה ותערוכת פרויקטים בקורס עיבוד תמונה)!
- רוצים לעבור קורס מזורז בנושא למידה עמוקה או למידת מכונה בסביבת MATLAB ללא התחייבות, בזמנכם החופשי ומבלי להתקין שום דבר על המחשב? אתם מוזמנים לנסות את ה-Hands On Tutorial החינמי באתר של MathWorks. אין צורך ברישיון MATLAB על מנת לבצע את הקורסים, הכל מבוצע דרך הדפדפן 😊
- רוצים להתעדכן בחידושים בגרסת R2020a של MATLAB & Simulink? מוזמנים לעיין בפוסט הבא.
- רוצים לבנות אפליקציה ידידותית למשתמש באמצעות ה-App Designer? מוזמנים לעיין בפוסט הבא.
- לצפייה בפתרונות הוראה מרחוק עם MATLAB – מוזמנים לעיין בפוסט הבא.
