1 EE1001 Introduction 2up

EE1001 Emerging Technologies in EE

Introduction-

Sem 1, AY 2014/2015

EE1001$Emerging$Technologies$in$EE$

A/Prof.$Mehul$Motani$$

Electrical)&)Computer)Engineering)Department)Na4onal)University)of)Singapore)

Email:)[email protected])


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Sem 1, AY 2014/2015

Plan$for$todays$lecture$$

1. What$are$the$key$factors$to$be$a$successful$professional$engineer?$

2. Structure)and)Content)of)EE1001)module) Module)Learning)Outcomes) Lecture)&)Tutorial)schedule) Assessments)

3. Assignment)on)Grand)Challenges)in)Engineering)

4. Overview)of)NUS)ECE)


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Sem 1, AY 2014/2015

What$are$the$key$factors$to$be$a$successful$professional$engineer?$

Professional))Engineer)

Skills)

Knowledge)AOtude)

Knowledge$ ability)to)acquire)informa4on)

apply)informa4on)to)good)use)

use)and)retain)informa4on)Requires) )comprehension) )imagina4on) )experience)

AEtude)) Ability)to)learn)to)learn) Ownership)of)work) Resourcefulness) Integrity) Ethical) Professional)

Skills)) Learned)capacity)to)carry)out)certain)tasks,)e.g.,)programming,)lab)inves4ga4on,)drawing,)soldering,)debugging)..)

Analy4cal)skills):)applica4on)of)knowledge)to)analyse)problems)

Synthesis)skills):)applica4on)of)knowledge)to)build)systems)

SoV)skills):)ability)to)learn,)communicate,))deal)with)people,)manage)4me,)etc)


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Sem 1, AY 2014/2015

Knowledge)) Mathema4cs)and)science)founda4ons)

Electrical)engineering)concepts)in)signals,)digital)and)analog)electronics,)devices,)systems,)communica4ons,)power)/)energy)

Engineering)skills)such)as)use)of)equipment)and)tools)of)analysis)and)synthesis)

C)programming)and)machine)language,)others):)C++,)Labview,)Java,)VHDL)can)be)picked)up)in)the)higher)years)

Advanced)engineering)knowledge)in)specialized)areas)such)as)automa4on,))control)&)robo4cs,)energy)systems,)IC)design)&)embedded)systems,)communica4ons)&)networks,)medical)devices)&)applica4ons,)mul4media)signal)processing)

What$will$be$emphasized$in$the$EE$programme?$


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Sem 1, AY 2014/2015

Skills)) Hardware)skills)e.g.,)electronics)design,)debugging,)use)of)equipment)to)

measure)and)test,)experiment)

SoVware)skills)eg)programming,)documen4ng,)debugging,)analysis)

Laboratory)skills)eg)use)of)equipment)to)measure)and)test,)safety)awareness))

SoV)skills)&)communica4ons)eg)wri4ng,)presenta4ons,)teamwork,)listening)

Time)management)eg)seOng)priori4es,)discipline,)planning)

Cri4cal)thinking,)organizing)and)wri4ng)

In)general,)these)are)problem)solving)skills)for)solving)engineering)problems)



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Sem 1, AY 2014/2015

AOtude)) Learn)to)learn,)be)adaptable)and)engage)in)life)long)learning)

Taking)ownership)of)your)work)

Honesty)in)your)work)and)in)dealing)with)your)peers)

Clear)communica4ons)with)peers)and)teachers)

Pursue)excellence)at)all)4mes,)staying)engaged)

Adopt)professional)conduct)at)all)4mes)

Prac4se)social)responsibility)Engineering)is)as)much)about)the)training)of)the)mind)as)it)is)about)knowledge)and)skills.)It)is)about)shaping)your)values)to)prepare)you)for)professional)prac4ce.)



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Sem 1, AY 2014/2015

))

Student$Learning$Outcomes$in$BEng$(EE)$

Outcomes$ Technical$Knowledge$&$Engineering$Skills$

(a)) apply)knowledge)of)mathema4cs,)science)and)engineering)to)the)solu4on)of)complex)engineering)problems)))(Year)1)and)))

(b)) design)and)conduct)experiments,)analyse,)interpret)data)and)synthesise)valid)conclusions)(Year)2)and)))

(c)) design)a)system,)component,)or)process,)and)synthesise)solu4ons)to)achieve)desired)needs)(Year)3)and)))

(d))iden4fy,)formulate,)research)through)relevant)literature)review,)and)solve)engineering)problems)reaching)substan4ated)conclusions)(Year)3)and)))

(e))

use)the)techniques,)skills,)and)modern)engineering)tools)necessary)for)engineering)prac4ce)with)appropriate)considera4ons)for)public)health)and)safety,)cultural,)societal,)and)environmental)constraints)(All)Years))

At)the)end)of)the)4)years,)you)should)have)acquired)the)following):)


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Sem 1, AY 2014/2015

))

Outcomes$ SoN$Skills$relevant$to$EE$(f)) communicate)eec4vely)(All)Years))

(g)) recognize)the)need)for,)and)have)the)ability)to)engage)in)lifeblong)learning)(All)Years))

(h))understand)the)impact)of)engineering)solu4ons)in)a)societal)context)and)to)be)able)to)respond)eec4vely)to)the)needs)for)sustainable)development)(All)Years))

(i)) func4on)eec4vely)within)mul4bdisciplinary)teams)and)understand)the)fundamental)precepts)of)eec4ve)project)management)(All)Years))(j)) understand)professional,)ethical)and)moral)responsibility)(All)Years))

(k))a)good)understanding)of)the)principles)and)applica4ons)of)advanced)mathema4cs,)including)probability)and)sta4s4cs,)dieren4al)and)integral)calculus,)linear)algebra)and)complex)variables)(All)Years))


At)the)end)of)the)4)years,)you)should)have)acquired)the)following):)


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Sem 1, AY 2014/2015

))

Five)years)aVer)gradua4on,)you)should)have)developed):))1. Technical)skills):)are)technically)competent)to)solve)complex)problems)in)

electrical)engineering)and)can)adapt)eec4vely)in)a)fast)changing)environment))

)2. Cri4cal)thinking):)are)able)to)cri4cally)think,)analyse)and)make)decisions)

that)give)due)considera4on)to)global)issues)in)business,)ethics,)society)and)the)environment))

)3. Leadership,)team)building):)are)able)to)communicate)eec4vely,)act)with)

integrity,)and)have)the)interbpersonal)skills)needed)to)engage)in,)lead,)and)nurture)diverse)teams)

)4. AOtude):)are)commieed)to)lifelong)learning,)resourceful)and)embrace)

global)challenges)and)opportuni4es)to)make)a)posi4ve)impact)in)society.))



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Sem 1, AY 2014/2015

Although)the)curriculum)consists)of)a)collec4on)of)modules,)learning)is)not)just)about)passing)modules)and)geOng)a)degree.))The)important)thing)is)integra4on)of)the)knowledge)and)understanding)across)the)various)subbdisciplines)e.g.,)interplay)of)signals)&)electronics,)power)&)circuits,)devices)&)circuits,)signals)&)systems,)electromagne4cs)&)circuits,)mathema4cs)&)systems,)etc.))It)is)about)integra4on)of)aOtudes)and)knowledge,)aOtudes)and)skills,)professional)development)and)knowledge,)innova4on,)crea4vity,)etc.))It)is)also)about)taking)ownership)of)your)work,)staying)focused,)4me)management,)personal)development,)developing)long)las4ng)friendships.))Your)studies)should)be)interwoven)with)work)and)play,)hard)work)and)discipline,)constantly)thinking)and)applica4on)of)knowledge)and)skills)to)the)problems)at)hand.))

Some$Advice$


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Sem 1, AY 2014/2015

1. What)are)the)key)factors)to)be)a)successful)professional)engineer?)

2. Structure$and$Content$of$EE1001$module$ Module$Learning$Outcomes$ Lecture$&$Tutorial$schedule$ Assessments$





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))

EE1001$Teaching$Team$

Mehul)Motani)(NUS/ECE))Module)Coordinator)and)Communica4ons)&)Networks)

Hari)Garg)(NUS/ECE))Tutor)

Wu)Yihong)(NUS/ECE))Microb)&)NanobDevices)

Abdullah)Al)Mamun)(NUS/ECE))Tutor)

Sanjib)Panda)(NUS/ECE))Power)and)Energy)Systems)

Aaron)Danner)(NUS/ECE))Tutor)

Prahlad)Vadakkepat)(NUS/ECE))Control,)Intelligent)Systems)&)Robo4cs)

Zhu)Shenfa)(NUS/CELC))Report)Wri4ng)&)Oral)Presenta4on)Skills)

Ni4sh)Thakor)(NUS/ECE))Medical)Sensors)&)Electronics)

Peggie)Chan)(NUS/CELC))Report)Wri4ng)&)Oral)Presenta4on)Skills)

Note:))The)names)of)the)other)Tutors)will)be)released)shortly.)


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Sem 1, AY 2014/2015

Learning$Outcomes$of$EE1001$ Describe)the)major)areas)of)EE,)their)past)and)latest)advances,)and)how)they)

contribute)to)society.) Relate)and)connect)dierent)areas)of)EE)e.g.,)how)power)and)signal)

processing)have)contributed)to)the)breakthroughs)in)biomedical)applica4ons,)how)communica4ons)and)materials)have)contributed)to)the)breakthroughs)in)disk)drives)

Iden4fy)a)worthwhile)problem,)propose)a)feasible)solu4on,)and)highlight)the)relevant)areas)of)EE)which)contribute)to)this)solu4on.)

Iden4fy,)retrieve,)assess,)organize)and)paraphrase)required)informa4on)from)various)sources)and)combine)these)with)new)ideas/results)to)form)a)coherent)argument)in)a)team)presenta4on)and)wrieen)report.)

Work)eec4vely)in)a)newly)formed)team)to)reach)a)common)goal.) Recognize)the)dynamic,)evolving)nature)of)engineering,)and)realize)that)

educa4on)and)selfblearning)con4nue)aVer)gradua4on.)


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Sem 1, AY 2014/2015

Structure$of$EE1001$ We)will)cover)4b5)major)areas)in)Electrical)&)Computer)

Engineering) Course)will)blend)Topical)Lectures)and)Tutorial)Sessions.) Course)will)run)over)13)weeks:)

The)rst)part)of)the)course)includes)the)topical)lectures)on)various)technical)topics,)including)online)videos)and)forum)discussions.)

The)second)part)of)the)course)includes)the)tutorial)sessions)covering)a)technical)case)study)and)a)group)project)assignment.)

CELC)will)come)in)to)help)you)learn)how)to)present)your)ideas)and)write)a)clear)concise)report.)

Expected)workload)(on)average):)10)hrs/wk)of)work)including)selfblearning,)forum)discussions,)project)work)and)prepara4on.)


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Sem 1, AY 2014/2015

Assessment$Structure$

)100%)con4nuous)assessment)(CA))i.e.,)no)nal)exam) )Con4nuous)assessment)consists)of):)

Mul4ple)Choice)Quiz)(MCQ)))(20%)) Grand)Challenge)Case)Study)(20%)) Grand)Challenge)Assignment)(60%))

Abstract)(10%)) Final)Report)(30%)) Final)Presenta4on)(20%))

)Tutorial)sessions)(2)hours)each)session))) Will)cover)Case)Study)and)Grand)Challenge)Assignment) Feedback)given)by)tutors) Presenta4ons)by)students)(ungraded))


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Sem 1, AY 2014/2015

Knowledge$Covered$in$Lectures$

The)following)major)areas)of)EE)will)be)covered):))

Control,)Intelligent)Systems)&)Robo4cs):)A/Prof)Prahlad)Vadakkepat) Microb)&)NanobDevices):)Prof)Wu)Yihong) Communica4ons)&)Networks):)A/Prof)Mehul)Motani) Power)&)Energy)Systems):)A/Prof)Sanjib)Panda) Medical)Sensor)&)Electronics:)Prof.)Ni4sh)Thakor)

In)each)area):))

Historical)perspec4ves) Development)of)technologies)over)4me;)milestones) Role)in)solving)engineering)problems;)applica4ons) Challenges)&)future)perspec4ves)


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Sem 1, AY 2014/2015

Module$Schedule$

See)detailed)handout)on)Module)Schedule) Key)Points)

Topical)Lectures)mainly)in)the)rst)6)weeks) CELC)Lectures)in)Week)6,)Week)9,)and)Week)10) Tutorial)Sessions)start)in)Week)5)with)Case)Study) Mul4ple)Choice)Quiz)in)Week)6)on)Friday)19)September)2014) Grand)Challenge)Tutorials)in)Weeks)7b11) Grand)Challenge)Case)Study)Abstract)due)in)Week)7) Grand)Challenge)Abstract)due)in)Week)9) Grand)Challenge)DraV)Report)due)in)Week)11) CELC)Report)Wri4ng)Consulta4ons)in)Week)12) Final)Presenta4on)Slides)due)in)Week)12) Final)Presenta4on)in)Week)13) Grand)Challenge)Final)Report)due)on)Monday)17)November)2014)


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3. Assignment$on$Grand$Challenges$in$Engineering$




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Sem 1, AY 2014/2015

))

Focus$of$Assignment$U$ExploraWon$of$Grand$Challenges$in$Engineering$

What)is)a)Grand)Challenge?)) Problem)of)major)impact)in)domains)such)as)health,)energy,)sustainability,)educa4on,)economic)opportunity,)na4onal)security,)or)human)explora4on)

Ambi4ous)yet)achievable)

Compelling)(convincing))and)mo4va4ng)

Broad)yet)specic)


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))

Examples$of$Grand$Challenges$in$Engineering$ Making)solar)energy)economical) Provide)energy)from)fusion) Develop)carbon)sequestra4on)methods) Manage)the)nitrogen)cycle) Provide)access)to)clean)water) Restore)and)improve)urban)infrastructure) Advance)health)informa4cs) Engineer)beeer)medicines) Reversebengineer)the)brain) Prevent)nuclear)terror) Secure)cyberspace) Enhance)virtual)reality) Advance)personalized)learning) Engineer)the)tools)of)scien4c)discovery)


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Sem 1, AY 2014/2015

What$do$you$need$to$do$for$the$assignment?$)Write)an)essay)about)a)Grand)Challenge)that)you)propose.)The)essay)should)have)4)major)parts):)) Phase)A):)Propose)and)dene)a)Grand)Challenge) Phase)B):)Present)data)or)argue)why)it)is)a)Grand)Challenge) Phase)C):)Iden4fy)possible)solu4ons)to)the)Grand)Challenge) Phase)D):)Describe)the)technologies)(exis4ng)and)future)))which)contribute)to)the)solu4on)


Introduction-

Sem 1, AY 2014/2015

What$do$you$need$to$do$for$the$assignment?$)Students)will)work)in)small)groups)to)carry)out)the)analysis)of)their)grand)challenge:)) Groups)will)be)guided)in)each)of)the)4)phases)during)the)

facebtobface)tutorials)(2)hours)in)dura4on)) One)student)per)group)will)present)in)each)tutorial.)Each)

student)has)about)7)minutes)to)present)4b5)slides.) Feedback)and)discussion)will)be)held)during)tutorials)to)help)

the)groups)rene)their)thoughts.)) Each)group)will)submit)an)abstract)and)a)nal)report)

incorpora4ng)all)4)phases,)as)well)as)present)their)ndings)in)a)nal)oral)presenta4on.)


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Sem 1, AY 2014/2015

Context$of$Grand$Challenge$assignment$

To)help)you)situate)your)communica4on/presenta4on)for)the)tutorial)and)nal)presenta4on,)we)will)adopt)the)following)scenario:)

Each)group)will)play)the)role)of)a)nonbgovernmental)organiza4on)(NGO))or)startup)company.)

The)Tutors)will)play)the)role)of)a)government)agency)or)venture)capital)rm.)))

The)NGO/startups)aim)is)to)convince)the)government)agency/venture)rm)that)their)Grand)Challenge)is)worth)solving)and)puOng)resources)into.)))

The)idea)is)not)to)come)up)with)a)business)plan,)rather)the)aim)is)to)make)a)persuasive)argument)in)favor)of)your)Grand)Challenge.)


Introduction-

Sem 1, AY 2014/2015

))

Grand$Challenge$Example$ Possible)way)to)structure)your)thoughts:)

Thesis)!)Persuasive)argument)!)evidence)) )!)impact)of)solving)and)not)solving))

!Solu4on)!)Challenges)) Example)of)grand)challenge)statement:)We)are)looking)at)how)to)get)all)car)users)to)buy,)own)and)drive)electric)vehicles.))Using)electric)vehicles)will)ease)the)dependence)on)tradi4onal)fossil)fuels)and)decrease)the)pollu4on)load)on)our)environment.)This)challenge)is)important)because)if)we)don't)solve)it,)the)situa4on)will)become)unsustainable.))Currently,)most)vehicles)run)on)fossil)fuels)and)we)are)rapidly)running)out)of)fossil)fuels.))If)we)solve)the)problem,)then)we)can)save)the)environment)and)create)utopia)here)on)Earth.))Increasing)use)of)electric)vehicles)will)also)decrease)produc4on)and)ownership)costs.)Thus,)we)contend)it)is)important)to)increase)use)of)electric)vehicles)compared)to)fossil)fuel)based)cars.)


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Sem 1, AY 2014/2015

))

Another$Grand$Challenge$Example$

Proposed)Grand)Challenge):)Bringing)Rural)Electrica4on)to)Middle)Earth))Issues):)Half)of)Middle)Earth)lives)under)the)poverty)line)and)in)the)rural)areas.))How)can)electricity)supply)be)provided)to)these)rural)areas)in)a)way)that)is)reliable,)aordable)and)sustainable?))A)key)challenge)are)the)huge)costs)related)to)genera4on,)transmission)and)distribu4on)of)electricity.))Maintenance)is)expensive)and)thus)the)overall)system,)despite)large)ini4al)investments,)may)not)be)sustainable.)Further,)opera4ons)may)also)be)unreliable.))Impact)of)the)Grand)Challenge):)Aects)half)the)popula4on)of)Middle)Earth,))Quality)of)life)is)poor,)businesses)cannot)operate)eciently)and)this)results)in)a)vicious)cycle)which)is)dicult)to)break,)Produc4vity)is)low)due)to)lack)of)mechaniza4on,)educa4on)is)aected,)etc.,)What)are)the)suppor4ng)data)for)each)of)these)issues?)


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Sem 1, AY 2014/2015

))

Possible)Solu4on):))Bring)in)a)mix)of)energy)sources)depending)on)the)loca4on)of)the)rural)areas,)make)beeer)use)of)renewable)sources,)reduce)the)cost)of)infrastructure)associated)with)genera4on)and)distribu4on):)generate)electricity)in)the)area,)designing)more)robust)grid)system,)developing)innova4ve)ways)of)charging)users)who)cannot)aord)to)pay)with)cash)for)the)usage)of)the)electricity,)training)local)exper4se)to)maintain)the)system,)etc.))Possible)technologies):)Smart)grids)to)accommodate)dierent)small)sources)of)energy,)design)more)ecient)solar)panels,)use)of)microbhydro)electric)generators,)design)ecient)energy)storage)systems,)etc.))

Another$Grand$Challenge$Example$


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Grand$Challenge$Case$Study$on$$Wireless$Power$Transfer$

The)Case)Study)is)designed)to)help)you)ask)the)right)ques4ons)that)you)will)need)to)ask)in)the)Grand)Challenge)Assignment)

You)will)be)given)several)technical)ar4cles)on)Wireless)Power)Transfer.)

Each)student)will)write)a)500bword)abstract)that)captures)the)key)points)in)the)Wireless)Power)Transfer)case)study)(using)a)set)of)given)guiding)ques4ons)above)as)a)star4ng)point).))

The)idea)is)to)take)a)posi4on)(can)be)either)posi4ve)or)nega4ve))on)Wireless)Power)Tranfer)and)make)a)persuasive)argument)in)favor)of)your)posi4on)on)Wireless)Power)Transfer.)

Note:))This)is)an)individual)project,)so)each)person)will)get)the)experience)in)making)the)persuasive)arugment)in)an)abstract.)


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Sem 1, AY 2014/2015

)20th)century)great)achievements):)hep://www.greatachievements.org/)))10)emerging)technologies):))hep://www.technologyreview.com/special/emerging/)))Technology)review)website):))hep://www.technologyreview.com/)))Grand)engineering)challenges):))hep://www.engineeringchallenges.org/cms/challenges.aspx)))

Useful$Links$


Introduction-

Sem 1, AY 2014/2015




4. Overview$of$NUS$ECE$))

h[p://www.ece.nus.edu.sg/outreach/videos$


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