PhD in Electrical and Computer Engineering

Overzicht

Dit zijn opwindende tijden in de elektrotechniek en computertechniek. De mensheid bevindt zich midden in een revolutie die begon met het benutten van elektrische energie en is geëvolueerd naar de alomtegenwoordige toegang tot en het gebruik van informatie van vandaag. Elektrische en computertechniek spelen de leidende rol bij het aansturen van deze revolutie.

Elektrische en computertechniek biedt de apparaten en methoden om informatie te verzamelen, verwerken, communiceren en opslaan. Deze technische gebieden dragen ook bij aan fundamentele technologie om de meest urgente problemen van onze samenleving op te lossen, zoals de evolutie naar elektrificatie van infrastructuur om milieu-uitdagingen aan te pakken. Onderzoekers op het gebied van elektrotechniek en computertechnologie hebben gezorgd voor vooruitgang als draadloze toegang tot internet, supersnelle communicatie over de hele wereld, controlesystemen die een man naar de maan brengen, draagbare computerapparatuur, zelfrijdende voertuigen, robotica, het smart grid aangedreven van hernieuwbare energie, en nog veel meer.

De missie van het doctoraat in elektrotechniek en computertechnologie is om de volgende generatie leiders te vormen in het huidige informatietijdperk. Je wordt een succesvolle onafhankelijke onderzoeker die gedijt en geniet van een succesvolle carrière in de academische wereld, het bedrijfsleven of de overheid. Afgestudeerden van het programma worden lid van de geselecteerde groep van wereldwijde experts die de grenzen van kennis op het gebied van elektrotechniek en computertechnologie verleggen om de volgende golf van transformationele vooruitgang in de samenleving te brengen.

We vormen onderzoekers. Onderzoek is een vak dat intellectuele behendigheid en geschoolde creativiteit vereist. Zoals bij alle ambachten, waar een student leert door zij aan zij te werken met een deskundige in het ambacht, om onafhankelijke onderzoekersstudenten te worden in de Ph.D. in elektrotechniek en computertechnologie onderzoek doen onder de voogdij van de onderzoekers van wereldklasse die deel uitmaken van onze faculteit. Dit onderzoek wordt vaak geassocieerd met enkele van de vele centra en laboratoria binnen RIT, waaronder het Center for Human-Awareness AI en het Global Cybersecurity Institute.

André Gide, de Nobelprijswinnaar voor de Literatuur van 1947, zei ooit: "De mens kan geen nieuwe oceanen ontdekken tenzij hij de moed heeft om de kust uit het oog te verliezen." Dit is een poëtische maar niettemin ware gedachte over het ontdekkingsproces. Maar met het pragmatische denken van onze ingenieur, zouden we eraan toevoegen dat om te slagen in het ontdekkingsproces, we niet alleen moed nodig hebben, maar we hebben ook kennis nodig (een zeeman moet tenslotte navigatie kennen om verder te gaan dan het zicht op de kust!) Het curriculum voor de Ph.D. in elektrische en computertechniek biedt de kennis en vaardigheden om succesvolle onafhankelijke onderzoekers te ontwikkelen door disciplinaire en interdisciplinaire cursussen, onderzoeksmentorschap en seminars te bieden.

Kerncursussen: Kerncursussen worden meestal voltooid tijdens de eerste twee semesters van het programma, omdat ze dienen als een fundamentele voorbereiding op keuzevakken, het ontwikkelen van kerncompetentievaardigheden voor onderzoek, het introduceren van het onderzoekslandschap in elektrische en computertechniek en helpen bij de voorbereiding op de kwalificatie examen.

Discipline concentratie keuzevakken: De keuzevakken voor discipline concentratie bieden een rigoureuze opleiding op het gebied van onderzoek van een student in elektrische en computertechniek. Studenten kunnen keuzevakken kiezen in overleg met de scriptie- en onderzoeksadviseur, en uit cursussen die worden aangeboden door de afdeling elektrische en micro-elektronische techniek of de afdeling computertechniek.

Aandachtsgebied keuzevakken: Aandachtsgebied keuzevakken bieden studenten de flexibiliteit van het curriculum om deel te nemen aan transdisciplinair leren. Studenten, in overleg met de scriptie- en onderzoeksadviseur, graduate cursussen aangeboden door een van de afdelingen in het Kate Gleason College of Engineering. Daarnaast, en onder voorbehoud van goedkeuring van de programmadirecteur, kunnen studenten kiezen voor graduate cursussen die worden aangeboden door een van de RIT-colleges.

Kwalificatie-examen: Studenten leggen een kwalificatie-examen af aan het einde van hun eerste studiejaar. Het examen evalueert de geschiktheid, het potentieel en de competentie van de student in het uitvoeren van onderzoek op doctoraatsniveau.

Dissertatievoorstel en kandidaatstellingsexamen: Studenten moeten een dissertatievoorstel indienen bij hun proefschriftcommissie niet eerder dan zes maanden na het kwalificerende examen en ten minste twaalf maanden voorafgaand aan het verdedigingsexamen van het proefschrift. Het voorstel biedt de student de mogelijkheid om zijn onderzoeksplannen verder uit te werken en feedback te krijgen over de richting en aanpak van zijn onderzoek van zijn/haar afstudeercommissie.

Onderzoeksbeoordelingsbijeenkomsten: Onderzoeksbeoordelingsbijeenkomsten bieden uitgebreide feedback aan de student met betrekking tot de voortgang van het proefschriftonderzoek en de verwachte resultaten voorafgaand aan de verdediging van hun volledige proefschrift. Onderzoeksbeoordelingsbijeenkomsten moeten ten minste om de zes maanden worden gehouden na de afronding van het proefschriftvoorstel en het kandidaatsexamen tot de verdediging van het proefschrift.

Presentatie en verdediging van het proefschrift: elke promovendus bereidt een origineel, technisch rigoureus en goed geschreven proefschrift voor dat het onderzoeksoeuvre van de kandidaten beschrijft en de nieuwe bijdragen die het resultaat zijn van hun doctoraatsstudies in de discipline elektrische en computertechniek. Elke promovendus presenteert en verdedigt zijn proefschrift en het bijbehorende onderzoek voor zijn proefschriftcommissie.

Onderzoek

De vooruitgang van impactvol onderzoek van wereldklasse is het ethos van de Ph.D. in elektrotechniek en computertechniek. Onze docenten en studenten werken elke dag om de volgende golf van transformationele vooruitgang voor onze informatietijdperkmaatschappij te brengen door onderzoek te doen op een van de volgende vier gebieden:

• Architecturen en apparaten voor computergebruik
• Communicatie, netwerken en beveiliging
• Machine learning en kunstmatige intelligentie
• Cyber-fysieke en ingebedde systemen

Architecturen en apparaten voor computergebruik

Ons informatietijdperk is gebouwd op de basis van de apparaten die informatie verwerken en opslaan. Onze docenten en studenten doen onderzoek naar computerarchitectuur en computerapparatuur die de volgende technologische vooruitgang in ons informatietijdperk zullen brengen. Onderzoeksprojecten op dit gebied omvatten energiezuinige apparaatarchitectuur, opto-elektronische apparaten, herconfigureerbare hardware, netwerken-op-chips, heterogene computers, toekomstige computerapparatuur voor late en post-siliciumtechnologieën, en computerapparatuur op basis van de opkomende revolutionaire computerparadigma's van kwantum computergebruik en neuromorfisch computergebruik. Bovendien omvat onderzoek op dit gebied opkomende paradigma's die computer- en netwerkarchitecturen combineren, zoals het geval is bij Edge Computing.

Communicatie, netwerken en beveiliging

Het is geen toeval dat de munteenheid van onze digitale wereld, de 'bit', zijn oorsprong vindt in de 'Theory of Communication', het werk van Claude Shannon waaruit het gebied van de informatietheorie voortkwam. Ons informatietijdperk hangt af van het vermogen om informatie veilig te communiceren. Bij RIT zijn onze docenten en studenten toegewijd aan het onderzoeken van meerdere aspecten van communicatie- en netwerktechnologie. Onderzoeksprojecten op dit gebied omvatten de studie van uiteenlopende kwesties als 5G- en B5G-communicatie (voorbij 5G), elektromagnetisme van draadloze netwerken-op-chips, theoretische modellering en meting van microstripantennes en geïntegreerde microgolfcircuits, wearables en Wireless Body Area. Netwerken (WBAN), cognitieve radio's en netwerken, dynamisch delen van spectrum, MIMO draadloze communicatie en geavanceerde glasvezelnetwerken.

De uitwisseling van informatie leidt tot de noodzaak om de communicatieverbindingen, de netwerken en de computersystemen die ze met elkaar verbinden te beveiligen. Als zodanig doen onze faculteit en studenten ook onderzoek naar Wireless Physical Layer Security (WPLS), modulatieverduistering, cryptografische engineering, verbonden voertuigen (V2V) beveiliging, IoT-beveiliging en voorspellend bewustzijn van cybersituaties.

Machine learning en kunstmatige intelligentie

In de afgelopen tien jaar hebben vorderingen op het gebied van computerarchitectuur en rekenkracht geleid tot enorme vooruitgang in de ontwikkeling van computers die in staat zijn zelf te leren hoe een probleem op te lossen en van toepassingen die van dit vermogen gebruikmaken. Deze technologieën, gezamenlijk bekend als machine learning of kunstmatige intelligentie, leiden tot nieuwe revolutionaire technologieën en nieuwe benaderingen om moeilijke hedendaagse problemen op te lossen. Onze docenten en studenten zijn actief betrokken bij dit proces van revolutionaire creatie met projecten op gebieden als:

• Neuromorfe apparaten en circuits, en op de hersenen geïnspireerde architecturen en algoritmen voor energiezuinige AI
• Tensormethoden voor deep learning en tensoranalyse van big en multimodale data
• Toepassingen van machine learning voor draadloze communicatie, netwerkbeheer en dynamische spectrumtoegang, delen en detecteren
• Betrouwbaar leren in vijandige omgevingen en betrouwbare AI-hardware
• Diepe nepdetectie
• Zelfrijdende voertuigen
• Slimme magazijnen
• Computervisie, objectherkenning en tracking
• Interactie en samenwerking tussen mens en robot
• Deep learning-algoritmen voor machine-intelligentie en AI-toepassingen
• Biologisch geïnspireerde leermodellen voor multi-agent en complexe systemen
• Objectclassificatie en lokalisatie via gekwantiseerde neurale netwerken

Cyber-fysieke en ingebedde systemen

Een van de meest revolutionaire toepassingen van elektrische en computertechnische technologie is wanneer het wordt gekoppeld aan een fysiek systeem, waardoor een nauwe lus wordt gevormd met sensoren, computerelementen en elektrisch bediende actuatoren om de werking van het fysieke systeem te regelen. Voorbeelden van deze cyber-fysieke systemen zijn overal, als onderdeel van het Internet-of-Things, waarbij de computerelementen zijn ingebed in alledaagse objecten, van koffiemachines tot auto's. Een deel van het onderzoek dat op dit gebied wordt uitgevoerd, is op de zeer kleine schaal, waar micro-elektromechanische systemen (MEMS) worden onderzocht voor geïntegreerde detectie, controle, energiewinning en multisensornetwerken. Op de schaal van grote fysieke systemen kunnen ze complete infrastructuren omvatten. Op dit gebied doen onze faculteit en studenten onderzoek naar technologie voor slimme magazijnen en Industrie 4.0.

Een belangrijk element in dit onderzoeksgebied is dat van energiesystemen. Lopend onderzoek op dit gebied omvat optimalisatie van energiesystemen, netwerkintegratie van hernieuwbare energiebronnen (wind en zon), optimalisatie van de werking van microgrids en gedistribueerde energiesystemen en planning van productiesystemen. Andere onderzoeksprojecten onderzoeken de onderlinge afhankelijkheid tussen het smart grid en andere infrastructuren (bijvoorbeeld telecommunicatie- of computerinfrastructuur).