A Review of Different Applications of Wireless Sensor Network (WSN) in Monitoring Rehabilitation

Parkinson’s disease is a neurodegenerative brain disorder that affects movement. The lack of dopamine in the brain cells causes patients have lesser ability to regulate movement and emotions as time goes on. There is no cure for this disease. Although drug therapies are successful for some patients, most of the patients usually develop motor complications. In this paper, we presented our work towards the comparison of several wireless sensor network (WSN) systems for monitoring Parkinson’s patients. The designs of each system are explored. The parts being considered to design a wireless sensor network and limitations are discussed. These findings helped us to suggest a possible wireless sensor network system to supervise Parkinson’s diseases patients for a more extended period of time

Високопродуктивні методи моделювання та проєктування складних ресурсо-енергозберігаючих процесів у нанопористих і дисперсних середовищах

Схвалено та рекомендовано до друку на засіданні вченої ради Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя (протокол №3 від 22 листопада 2022 року)Монографія присвячена розробці методів математичного моделювання фізичних та технологічних процесів, що відбуваються нанорозмірних та нанопористих системах різної природи. Розглядаються підходи до програмної реалізації розвинених математичних моделей. Призначена для науковців, аспірантів, що спеціалізуються в галузі математичного моделювання, прикладної математики та інженерії програмного забезпечення.РОЗДІЛ 1. ВИСОКОПРОДУКТИВНІ МЕТОДИ МОДЕЛЮВАННЯ АДСОРБЦІЇ ЗІ ЗВОРОТНИМИ ЗВ’ЯЗКАМИ ДЛЯ В НЕОДНОРІДНИХ БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ НАНОПОРИСТИХ СЕРЕДОВИЩАХ ... 9 1. Аналіз стану досліджень ... 9 2. Підхід до декомпозиції нелінійної системи для адсорбційної моделі кінетики газів...12 3. Нелінійна модель адсорбції в односкладовому нанопористому середовищі ...14 4. Крайова задача для моделі адсорбції в неоднорідних n-компонентних нанопористих середовищах ... 19 5. Матричні алгоритми обчислення визначника системи та головних розв’язків задачі…25 Висновки до розділу 1 ... 31 Список використаної літератури ... 32 РОЗДІЛ 2. ВИСОКОПРОДУКТИВНІ МЕТОДИ МОДЕЛЮВАННЯ НАНОАДСОРБЦІЇ ТА ДИФУЗІЇ ЗІ ЗВОРОТНИМИ ЗВ’ЯЗКАМИ ДЛЯ В НЕОДНОРІДНИХ ЦИЛІНДРИЧНИХ БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ НАНОПОРИСТИХ СЕРЕДОВИЩАХ ... 35 1. Аналіз стану досліджень ... 35 2. Математичний опис задачі ... 36 3. Методика побудови аналітичного розв’язку моделі та рекурентні алгоритми обчислення матриць функцій впливу (основні розв’язки ) ... 38 4. Обговорення результатів. ... 47 Висновки до розділу 2 ... 49 Список використаної літератури ... 49 РОЗДІЛ 3. ВИСОКОПРОДУКТИВНІ МЕТОДИ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ІДЕНТИФІКАЦІЇ ПАРАМЕТРІВ СКЛАДНИХ ПРОЦЕСІВ НАНОФІЛЬТРАЦІЇ І ДИФУЗІЇ В СЕРЕДОВИЩАХ АСИЧЕНИХ РІЗНОРОЗМІРНИХ НАНОПОРИСТИХ ЧАСТИНОК ... 51 1. Аналіз стану досліджень ... 51 2. Математичне формулювання проблеми... 52 3. Пряма задача... 55 4. Ґрадієнтний метод розв'язання задачі коефіцієнтної ідентифікації ... 56 5. Високопродуктивна технологія отримання аналітичних виразів компонентів градієнта функціоналу – нев'язки ... 57 6. Отримання формул виразів ґрадієнтів функціоналу-нев'язки ... 63 7. Числовий аналіз ... 65 8. Високопродуктивні інформаційні технології для дослідження систем нанофільтрації в середовищах різнорозмірних нанопористих частинок ... 68 Висновки до розділу 3 ... 79 Список використаної літератури ... 80 РОЗДІЛ 4. ВИСОКОПРОДУКТИВНІ ТЕХНОЛОГІЇ МОДЕЛЮВАННЯ НА СУПЕРКОМПЮТЕРІ МАКРО- І НАНОФІЛЬТРАЦІЇ І НАНОДИФУЗІЇ В ПРОСТОРІ РІЗНОРОЗМІРНИХ НАНОПРИСТИХ ЧАСТИНОК МЕТОДОМ МОНТЕ-КАРЛО ... 82 1. Аналіз стану досліджень ... 82 2. Основні визначення та методика обчислень ... 85 3. Результати і обговорення ... 87 Висновки до розділу 4 ... 90 Список використаної літератури ... 92 РОЗДІЛ 5. ДИНАМІЧНА ПРОВІДНІСТЬ РЕЗОНАНСНО-ТУНЕЛЬНИХ СТРУКТУР З НЕПАРНОЮ (ПАРНОЮ) КІЛЬКІСТЮ КВАНТОВИХ ЯМ У АКТИВНІЙ ЗОНІ КВАНТОВИХ КАСКАДНИХ ЛАЗЕРІВ ЧИ ДЕТЕКТОРІВ ... 94 1. Аналіз стану досліджень ... 94 2. Cтаціонарний електронний спектр та сили осциляторів квантових переходів у багатошарових закритих резонансно-тунельних структурах, як грубих моделях квантових каскадних детекторів ... 95 3. Теорія квазістаціонарного електронного спектру та активної динамічної провідності багатошарових відкритих резонансно-тунельних структур як відкритих моделей квантових каскадних детекторів ...98 4. Стаціонарний електронний спектр та сили осциляторів квантових переходів у багатошарових закритих резонансно-тунельних структурах у поздовжньому постійному електричному полі, як грубих моделях квантових каскадних лазерів ... 104 5. Теорія квазістаціонарного електронного спектру та активної динамічної провідності багатошарових відкритих резонансно-тунельних структур у поздовжньому постійному електричному полі, як відкритих моделей квантових каскадних лазерів ... 108 6. Енергетичний спектр оптичних фононів у багатошаровій резонансно-тунельній структурі ... 114 7. Властивості активної електронної провідності багатошарової резонансно-тунельної структури, як основного елемента квантового каскадного детектора ... 120 8. Властивості активної електронної провідності багатошарової резонансно-тунельної структури у поздовжньому постійному електричному полі, як основного елемента квантового каскадного лазера...128 Висновки до розділу 5 ... 134 Список використаної літератури ... 135 РОЗДІЛ 6. ВИСОКОПРОДУКТИВНІ МЕТОДИ ТА ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ІНДЕНТИФІКАЦІЇ ПАРАМЕТРІВ АНОРМАЛЬНИХ РУХІВ ПІД ДІЄЮ ЗВОРОТНИХ КОГНІТИВНИХ ВПЛИВІВ ... 138 1. Аналіз стану досліджень проблеми АНР ... 138 2. Пропоновані підходи до вирішення проблеми аналізу АНР під дією зворотних когнітивних впливів ... 139 3. Опис математичної моделі функціональної ідентифікації АНР ... 143 4. Метод розв’язання спряженої крайової задачі АНР ... 145 5. Формули аналітичних виразів ґрадієнтів функціонала-нев’язки ... 146 6. Матричний алгоритм ідентифікації вектора адаптивних коефіцієнтів впливу матриці когнітивних EEГ сиґналів на вектор сеґментів траєкторії АНР ... 147 7. Моделювання та ідентифікація параметрів сигналів АНР під впливом когнітивних feedback-впливів нейровузлів КГР ... 148 Висновки до розділу 6 ... 153 Список використаної літератури ... 154 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ... 15

Методи та моделі ідентифікації параметрів складних багатокомпонентних нанопористих і нанорозмірних структур і процесів

Схвалено та рекомендовано до друку на засіданні вченої ради Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя (протокол № 10 від 19 грудня 2023 року)Монографію присвячено розробленню методів математичного моделювання фізичних і технологічних процесів, що відбуваються у нанорозмірних та нанопористих системах різної природи. Розглянуто підходи до програмної реалізації розвинених математичних моделей. Призначена для науковців, аспірантів, що спеціалізуються в галузі математичного моделювання, прикладної математики та інженерії програмного забезпечення.Вступ … 7 Розділ 1. Метологія моделювання складних процесів компетитивної адсорбції та десорбції газів у каталітичних цеолітних середовищах нанопористих частинок на основі неізотермічної рівноваги Ленгмюра … 10 1.1. Вступ … 10 1.2. Математична модель компетитивної неізотермічної адсорбції та десорбції в нанопористому середовищі … 11 1.3. Опис математичної моделі неізотермічної компетитивної адсорбції/десорбції … 14 1.4. Процедура лінеаризації нелінійної моделі … 15 1.5. Системи лінеаризованих крайових задач … 17 1.6. Побудова аналітичних розв’язків неоднорідних крайових задач нульового наближення 0i A ... 21 1.7. Побудова аналітичних розв’яків неоднорідних крайових задач n-го наближення , 1,2, 1, in A i n = = ... 26 1.8. Побудова аналітичного розв’язку однокомпонетної моделі нестаціонарної адсорбції та десорбції … 30 1.9. Комп’ютерне моделювання та аналіз … 39 Приклади порівняння аналітичного та чисельного розв’язків моделі … 47 1.10. Висновки до розділу 1 … 48 1.11. Позначення … 48 1.12. Список використаних джерел … 49 Розділ 2. Високопродуктивні методи і дворівневі моделі наноадсорбції в неоднорідних циліндричних багатокомпонентних середовищах нанопористих частинок ...51 2.1. Вступ …51 2.2. Математичний опис задачі ...52 2.3. Методика побудови аналітичного розв’язку моделі та рекурентні алгоритми обчислення матриць функцій впливу (основні розв’язки) ...54 2.4. Рекурентні алґоритми обчислення визначників системи, що дозволяють розпаралелювання обчислень …63 2.5. Комп’ютерне моделювання радіального розподілу електричного поля заряджених частинок у n-компонентному нанопористому середовищі …65 2.6. Висновки до розділу 2 …68 2.7. Список використаних джерел …68 Розділ 3. Моделювання та ідентифікація параметрів складних процесів компетитивної адсорбції та дифузії газів у середовищі нанопористих частинок з урахуванням нанопереносу вздовж радіуса частинок ...72 3.1. Вступ …72 3.2. Експеримент ...76 3.3. Експериментальні результати: Криві адсорбції газоподібного бензолу та гексану …77 3.4. Двопросторова різнорозмірна математична модель компетитивної адсорбції в каталітичних середовищах нанопористих частинок на основі рівноваги Ленгмюра …78 3. 4.1. Різнорозмірна модель компетитивгої адсорбції в загальній постановці ...78 3.4.2. Обернена модель ідентифікації коефіцієнтів компетитивної дифузії і адсорбції. Застосування до суміші бензен-гексан …80 3.4.3. Ітераційний градієнтний метод ідентифікації коефіцієнтів компетитивної дифузії …81 3.5. Процедура декомпозиції нелінійної моделі компетитивної адсорбції. Система лінеаризованих задач і побудова розв’язків …83 3.6. Прямі різнорозмірні задачі функціональної ідентифікації параметрів компетивної дифузії та адсорбції з умовами рівноваги Ленгмюра ...87 3.6.1. Прямі задачі ідентифікації нульового наближення ...87 3.6.2. Прямі задачі ідентифікації першого наближення …92 3.7. Висновки до розділу 3 ...99 3.8. Позначення …100 3.9. Список використаних джерел ...101 Розділ 4. Комп’ютерна мс-модель симуляції кінетики компетитивної адсорбції різнорозмірних нанопористих частинок …104 4.1. Вступ …104 4.2. Основні формулювання та обчислення техніка …104 4.3. Аналіз результатів моделювання ...108 4.4. Висновки до розділу 4 …115 4.5. Список використаних джерел ...116 Розділ 5. Математичні моделі та підходи до опису кінетики заряджених частинок у нанорозмірних та нанопористих матеріалах ...118 5.1. Моделювання тунельного струму в наноструктурах з урахуванням ефекту електрон-електронної взаємодії. Математична модель електрон-електронної взаємодії. різницева схема крайової задачі для рівняння Гросс-Пітаєвського типу …118 5.2. Верифікація математичної моделі. Аналіз тунельного струму через наноструктуру. Область застосовності параметрів моделі …124 5.3. Математична модель конденсатора на основі цеолітового матеріалу. Рівняння масопереносу та рівняння Пуассона ...127 5.4. Можливості практичної реалізації цеолітів у електроніці. Вплив цеолітного середовища на ємність конденсаторів …134 5.5. Висновки до розділу 5 ...136 5.6. Список використаних джерел ...136 Розділ 6. Тривимірна гібридна математична модель для аналізу анормальних неврологічних рухів на основі когнітивних впливів нейросигналів …140 6.1. Вступ...140 6.2. Комплексний підхід аналізу неврологічних станів Т-об’єктів за допомогою гібридної моделі АНР з урахуванням впливу когнітивних зворотних зв’язків …141 6.3. Формулювання та підхід до побудови розв’язку неоднорідних крайових задач аналізу АНР з урахуванням впливу когнітивних зворотних зв’язків ...144 6.4. Побудова аналітичного розв’язку для крайової задачі …145 6.5. Ідентифікація амплітудних компонентів АНР …148 6.6. Обчислення невідомих коефіцієнтів впливу матриці когнітивних сиґналів сенсорів на окремі траєкторії АНР ...150 6.7. Відображення цифрового аналізу траєкторії АНР …152 6.8. Висновки до розділу 6 …153 6.9. Список використаних джерел ...15