Meistarafyrirlestrar í verkfræðideildum og Raunvísindadeild 2022

Leiðbeinendur:  Björn Margeirsson, dósent við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild og rannsóknastjóri Sæplast / Tempra,  Sigurjón Arason, Prófessor emeritus við Matvæla- og næringarfræðideild HÍ og Sæmundur Elíasson, verkefnastjóri hjá Matís

Prófdómari: Sveinn Víkingur Árnason, framkvæmdastjóri, Vínbúðin/ÁTVR

Ágrip
Markmið þessa verkefnis var að kanna gæði einangrunar á mismunandi frauðplast (EPS) kössum sem notaðir eru við flutning á ferskum fiskiflökum. Í fyrri hluta þessa verkefnis voru gerðar þrjár mismunandi tilraunir þar sem bráðnunarhraði íss var mældur á mismunandi gerðum af EPS kössum. Í síðari hluta þessa verkefnis var hitastig fisks mælt fyrir mismunandi EPS kassa í flutningi með flugvél. Fullnægjandi hitastýring í kælikeðjunni er nauðsynleg til að viðhalda gæðum á vörunni. Mismunandi gerðir EPS pakkninga eru bornar saman með tilliti til einungrunargildis og hitastigs fiskiflaka við flutning. Einangrun pakkningar hefur bein áhrif á varmaflutning milli umhverfis og vörunnar. Þeir 3 kg EPS kassar sem voru notaðir í þessari tilraun voru mismunandi að því leyti að ein gerð af kössunum var með eðlisþyngd upp á 23 kg/m3, önnur með 22 kg/m3 og sú þriðja var með eðlisþyngd upp á 23 kg/m3 en með þynnri botn en hinir tveir kassarnir. Niðurstöður ísbráðnunartilraunarinnar benda til þess að að sú minnkun á eðlisþyngd kassana hafi mjög takmörkuð áhrif á einangrunargildi kassanna, það sama má segja um EPS kassana með þynntan botn. Niðurstöður hitastigsmælinga í flutningi með flugi sýna að léttari EPS kassar viðhaldi sama hitastigi og þeir hefðbundnu með eðlisþyngd upp á 23 kg/m3. Hinsvegar ætti að endurtaka tilraunina til að greina áhrif árstíðabundna hitabreytinga og mikils hitaálags á meðan flutningi stendur.

Advisors:  Björn Margeirsson, Associate Professor at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science and Research Manager at Sæplast / Tempra, Sigurjón Arason, Professor emeritus at the Faculty of Food Science and Nutrition, University of Iceland and Sæmundur Elíasson, Project Manager at Matís
Examiner: Sveinn Víkingur Árnason, Director at ATVR

Abstract 
The focus of this study was on the effects of insulation quality of different expanded polystyrene (EPS) packaging for transportation of fresh fish fillets. In the first part of the thesis three experiments were conducted where the melting rate of ice was monitored for different EPS boxes. In the second part of the thesis, fresh fish temperature was mapped with different EPS boxes during transportation with an airplane. Sufficient temperature control during the transportation of fresh fish is vital for the maintenance of quality. Different types of EPS boxes are compared with respect to insulation quality and the temperature of the product during transportation. The insulation quality of the packaging limits the heat transfer from the environment to the fish. The 3 kg EPS boxes used in the experiment were different in the way that one had a density of 23 kg/m3, one 22 kg/m3 and the third type had a density of 23 kg/m3 but a thinner bottom compared to the other two types. The results gathered in the ice melting experiments indicate that reducing the density of the boxes by this amount does not decrease the insulation properties, the same can be said for the EPS boxes with a thinner bottom. The results in the temperature mapping experiment show that the lighter EPS boxes maintained the temperature in the same range as the traditional EPS box with density of 23 kg/m3. However the experiment should be repeated to analyse the effects of seasonal temperate changes and more aggressive ambient temperatures during transport.  

Leiðbeinandi:  Gunnar Stefánsson, prófessor við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ og Benedikt Hauksson
Prófdómari: Kristján M. Ólafsson, framkvæmdastjóri sölu og þjónustu hjá ÁTVR

Ágrip
Efnahagskerfi landa og rekstur fyrirtækja er í dag mjög háð þeirri hnattvæðingu sem átt sér hefur stað á síðustu áratugum, sem hefur gert hnöttin minni en gegnum lækkun vöruverðs samkeppnishæfari. Viðskiptavinir leita að vörum og þjónustu sem uppfylla kröfur hvers og eins og framboð er aukið frá því sem áður var. Mörg fyrirtæki einbeita sér að bæta vöruþjónustu en þar sem þau bæta í grundvallaratriðum kostnaði við starfsemi sína þá er oft verð sem ræður en ódýrustu lausnirnar geta þó dregið úr samkeppnisfærni fyrirtækis þegar upp er staðið. Það er þess vegna mikilvægt að meta vörustjórnuarkostnað til að komast að því hvernig á að draga úr kostnaði og auka skilvirkni. Vörustjórnunarkostnaður er afar mikilvægur í starfsemi fyrirtækja þar sem hann getur verið á milli tíu og fimmtán prósent af tekjum. Af þeim ástæðum er mikilvægt að fyrirtæki og aðila í þeim löndum sem þau starfa hafi áreiðanlegar tölfræði um flutninga-, birgða- og aðra kostnaði til að reikna út innlendan vörustjórnunarkostnað. Það er krefjandi að meta vörustjórnunarkostnað án þessarar vitneskju og niðurstöðurnar geta orðið ónákvæmar ef ekki er til góð gögn í fyrirtækjunum.
Í þessari rannsókn er reynt að skoða skýrslur og önnur gögn sem fjalla um mikilvægi oþess að áætla vörustjórnunarkostnað, mælingar á vörustjórnunarkostnaði með mismunandi aðferðum. Lögð áhersla á notkun spurningalista og kannanir til að tilgreina mikilvægustu kostnaðarþættina. Þar sem fár heimildir fundust um nýlegar mælingar á vörustjórnunarkostnaði á Íslandi, hefur verið hannaður rami með mælikvörðunm og drög lögð að könnun sem nota má í framtíðinni sem nær yfir mikilvægar og hentugar breytur við að mæla vörustjórnunarkostnað. Einnig hefur flokkun atvinnugreina verið skilgreind og umræða færð um mikilvægi mismunandi atvinnugreina.
Möguleikinn á frekari rannsóknum er að framkvæma könnunina og jafnvel framkvæma viðtöl til að bera niðurstöður könnunarinnar saman við vörustjórnunarkostnað sem hlutfall af landsframleiðslu. Einnig væri hægt að nota niðurstöður könnunarinnar til að gefa til kynna hvernig valdar breytur hjálpa fyrirtækjum á Íslandi að skilgreina þau svið sem bæta má og grípa til aðgerða vegna þeirra til að draga úr kostnaði á áhrifaríkan hátt til að bæta arðsemi og samkeppnishæfni.

Advisors: Gunnar Stefánsson, Professor at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland and Benedikt Hauksson
Examiner: Kristján M. Ólafsson, Manager at ÁTVR

Abstract 
Today's economic climate is more dynamic, and governments recognize that globalization has made the world smaller and more competitive. Customers also look for items and services that may meet their individual demands. Companies concentrate on logistics since they fundamentally add expenses to material manufacturing, whereas the cheapest solutions may reduce a company's production performance. It's critical to evaluate logistics expenses and performance in order to figure out how to reduce costs and enhance overall production efficiency. Logistics cost management is becoming extremely crucial in company activities since they account for between ten and fifteen percent of income. Countries should have reliable statistics in transportation and inventory parts to calculate national logistics costs. Estimating logistics costs is challenging without this knowledge, and the findings are inaccurate. 
The research attempt to review literature of the importance and difficulty of estimating logistics costs, logistics costs measurement with different methods, mostly focused on questionnaire-based surveys and identifies the most important cost components. As no previous literature was found in measuring the logistics costs in Iceland using survey, a framework and plot survey has been designed through this study that covers important and suitable parameters in measuring logistics costs. Also, the classification of industries has been reviewed and the importance of different industry sectors have been discussed.
The possibility of further research is to conduct the plot survey and main survey and the survey's results can be compared to logistics costs as a percentage of GDP calculated from national freight transport between regions and international trade to determine. Also, the survey's findings could be used to indicate how the chosen parameters help the companies in Iceland to define their flaws and take actions about them to reduce their costs in an effective manner to improve the profitability and competitiveness.

Leiðbeinendur:  Jukka Heinonen, prófessor við Umhverfis- og byggingarverkfræðideild HÍ og Kevin Dillman, nýdoktor í umhverfis- og auðlindafræði
Prófdómari: Eyjólfur Ingi Ásgeirsson, dósent við Háskólann í Reykjavík

Ágrip
Rafvæðing samgangna er oft talin eitt af lykilskrefunum á leiðinni í átt að loftslagsvænni framtíð. Þar af leiðandi eru mörg lönd að innleiða stefnu sem hvetur til þessara umbreytinga og fjárfesta í innviðum eins og hleðslustöðvum. Þó að rafknúin ökutæki séu talin umhverfisvæn vegna þess að þau hafa enga losun vegna útblásturs, veldur rafgeymaframleiðsla umtalsverða losun gróðurhúsalofttegunda og lífsferilslosun eldsneytis er mismunandi eftir samsetningu raforkukerfisins. 
Þessi rannsókn greindi hvort að rafbílavæðing sé gild stefna til að draga úr losun gróðurhúsalofttegunda í Norður-Ameríku, með því að reikna út þrjá umhverfisvísa fyrir rafbíla. Þessi rannsókn beitir útreikningum úr fræðinni til að reikna út losun á lífsferli rafbíla í Kanada, Mexíkó og Bandaríkjunum, sem og fyrir D.C. og Québec. Jafnframt lítur þessi rannsókn á tímabundna þætti hvernig raforkukerfi lands geta breyst eftir gildandi stefnu sem og þróun rafhlöðuframleiðslu og skilvirkni ökutækja. 
Rannsóknin leiddi í ljós að rafbílar í Kanada myndu hafa minni útblástur á lífsleiðinni en í hinum löndunum, en í heildina hafa rafbílar minni útblástur á lífsferli en bensín- og dísilbílar í öllum þremur löndum. Á svæðisbundnu stigi var Québec með minnstu losun vegna rafbíls á meðan Iowa og Alaska voru með mestu. Búist er við að losun rafbíla minnki þvert á lönd og ríki á næstu árum. Stefnur ættu að endurspegla svæðisbundinn breytileika með því að forgangsraða kolefnislosun raforkukerfis fram yfir að taka upp rafbíla á ákveðnum svæðum.

Advisors:  Jukka Heinonen, Professor at the Faculty of Civil and Environmental Engineering, University of Iceland and Kevin Dillman, Post doc in Environment and Natural Resources at the University of Iceland
Examiner: Eyjólfur Ingi Ásgeirsson, Associate Professor at Reykjavik University

Abstract 
Electrification of transport is often considered one of the key steps along the path towards a climate-friendly future. Consequently, many countries are implementing policies encouraging this transition and investing in infrastructure such as charging stations. While electric vehicles 
(EVs) are considered environmentally friendly because they have no tailpipe emissions, battery production produces significant greenhouse gas emissions and the well-to-wheel emissions vary depending on the composition of the electricity grid. 
This study analysed whether promoting EVs is a valid policy for mitigating GHG emissions in North America, by calculating three environmental performance indicators for EVs. This study applies calculations from the literature to calculate EV life cycle emissions in Canada, Mexico and the USA, as well as for the 50 states, D.C. and Québec. Additionally, this study looks at temporal aspects of how national electricity grids may change depending on current policies as well as the evolution of battery production and vehicle efficiency. 
The study found that EVs in Canada would have lower life-cycle emissions than in the other nations, but that overall, EVs had lower life-cycle emissions than petrol and diesel vehicles in all three nations. At the regional level, Québec had the lowest emissions for an EV while Iowa and Alaska had the highest. Emissions from EVs are expected to decrease across nations and states over the next few years. Policies should reflect the regional variation by prioritising grid decarbonisation over EV uptake in certain areas.

Leiðbeinendur: Morris Riedel, prófessor við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ og Chadi Barakat, doktorsnemi í lífverkfræði við HÍ
Prófdómari: Sebastian Fritsch, Forschungszentrum Juelich, Juelich Supercomputing Centre og Háskólasjúkrahús RWTH Aachen, Þýskalandi

Ágrip
Ákjósanlegasta greiningaraðferðin fyrir COVID-19 er RT-PCR, sem er dýr, tímafrek og krefst þess að þjálfað heilbrigðisstarfsfólk framkvæmi prófin. Rannsóknir á COVID-19 benda til sérstakra eiginleika sem koma fram á röntgenmyndum af brjóstholi (CXR), sem bendir til þess að röntgenmyndir af brjóstholi geti greint COVID-19 á árangursríkan hátt. Tölvunám er vel þekkt í myndflokkunarverkefnum og er hægt að nota það í læknisfræðilegri myndgreiningu eins og CXR-myndir. COVIDx er gagnasafn sem COVID-Net hópurinn safnaði saman og er búið til með því að sameina nokkur opin gagnasöfn sem innihalda röntgenmyndir af brjóstholi. COVID-Net er tauganet sem var forþjálfað á ImageNet-gagnasafninu áður en það var þjálfað á COVIDx-gagnasafninu með djúpnámi, sem er undirgrein vélnáms, en notar ekki ofurtölvur (HPC). Markmið ritgerðarinnar er að skilja hvort opni hugbúnaðurinn, COVID-19 djúpnámsnetið, sé í raun nothæft af heilbrigðisstarfsfólki og fagaðilum. Það rannsakar nákvæmni og niðurstöður gagnagreiningar sem sýndar voru í upprunalegu útgáfunni af COVID-Net líkaninu og leggur áherslu á hraða þegar ofurtölvuaðferðir eru notaðar til að draga ályktanir. Enn fremur rannsakar hún hvort upprunaleg högun djúpnáms á vegum COVID-Net líkansins virki almennt vel fyrir ný gagnasöfn frá heilbrigðisstofnunum. Loks er kannað hvaða áhrif samruni gagna hefur, þ.e. að sameina upprunalega COVIDx-gagnasafnið og ný gagnasöfn frá heilbrigðisstofnunum, þegar upprunalega COVID-Net líkanið er þjálfað. Niðurstöður okkar benda til þess að hægt sé að ná verulegum hraða með því að nota ofurtölvuaðferðir, en að COVID-Net fyrir klínískar aðferðir krefjist ennþá meiri rannsókna á gögnunum og COVID-Net líkaninu.

Advisors: Morris Riedel, Professor at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland and Chadi Barakat, Doctoral Graduate Student in Bioengineering at the University of Iceland
Examiner:  Sebastian Fritsch,Deputy Head of Research Group Healthcare and Medicine at Forschungszentrum Juelich, Juelich Supercomputing Centre, Germany & University Hospital RWTH Aachen, Germany

Abstract 
The preferred detection method of COVID-19 is RT-PCR, which is expensive, time-consuming, and requires trained healthcare professionals to conduct the tests. Research on COVID-19 suggests unique characteristics present in chest radiography images, suggesting chest x-rays (CXRs) might effectively diagnose COVID-19. Machine learning is well established in image classification tasks and can be used in medical imaging like CXR images. COVIDx is a dataset generated by the COVID-Net team and created by combining a few open-source data repositories containing CXR images. COVID-Net is a neural network that was pre-trained on the ImageNet dataset before being trained on the COVIDx dataset using Deep Learning methods, a sub-discipline of Machine Learning, but not taking advantage of cutting-edge High-Performance Computing (HPC) methods. The thesis aims to understand whether the open-source COVID-19 deep learning network is usable in practice by healthcare providers and practitioners. It investigates the accuracy and data analysis results demonstrated in the original COVID-Net publication and highlights speed-ups when using HPC approaches for inference. Furthermore, it studies whether the original COVID-Net deep learning architecture generalises well to new datasets provided by healthcare providers. Moreover, it explores the effects of data fusion, i.e. combining the original COVIDx dataset with new datasets from healthcare providers, when training the original COVID-Net architecture. Our results indicate that significant speed-ups can be achieved using cutting-edge HPC methods but that COVID-Net for clinical practice still requires deeper investigations into the data and the COVID-Net architecture.

Leiðbeinendur:  Jukka Heinonen, prófessor við Umhverfis- og byggingarverkfræðideild HÍ
Áróra Árnadóttir, nýdoktor við Verkfræðistofnun
Prófdómari: Anna Kristín Hjartardóttir,verkefnastjóri hjá EFLU

Ágrip
Hnattrænar loftlagsbreytingar eru ógn við heiminn. Vöxtur efnahagsins, sem er í hlutfalli við losun gróðurhúsalofttegunda, er kominn fram yfir hnattræn mörk og heimurinn stendur nú frammi fyrir óafturkræfum skaðlegum afleiðingum. Byggingargeirinn og tengd starfsemi hans stendur fyrir tæplega 40% af árlegri losun gróðurhúsalofttegunda í Evrópusambandinu.
Grænar vottanir til að meta umhverfisframmistöðu bygginga eru að verða vinsæl tæki til að skapa sjálfbær umhverfi. Hversu áhrifamiklar þessar vottanir eru fyrir loftslagskreppuna er óljóst, sérstaklega í lágkolefnisneti og á afskekktum stöðum eins og á Íslandi. Þessi ritgerð miðar að því að meta skilvirkni BREEAM byggingareinkunnarkerfisins til að hjálpa til við að draga úr loftslagsáhrifum bygginga á Íslandi, byggt á byggingu þar sem notagildi er ekki íbúðarhúsnæði.
Í ritgerðinni var notast við blandaðar aðferðir. Ítarlegt eigindlegt mat á BREEAM nýbyggingarviðmiðunum var gert til að hjálpa til við að greina hvaða undirviðmið hafa þau markmið að draga úr umhverfisáhrifum. Þessi greining var pöruð við straumlínulaga lífsferilsmat (SLCA) til að rannsaka losun gróðurhúsalofttegunda í allri byggingunni á mismunandi stigum.
Rannsóknin sýndi mikið bil í fornotkunarstiginu á milli BREEAM viðmiða um að draga úr umhverfisáhrifum og raunverulegrar losunar gróðurhúsalofttegunda í byggingunni. Mörg þeirra markmiða um að draga úr umhverfisáhrifum BREEAM eru aðeins mögulegar uppsprettur minnkunar sem líklegt er að notandinn framkvæmi huglægt. Þar að auki getur stigavægi haft áhrif á stig viðmiðaflokka en það þýðir ekki endilega lægri umhverfisbyrði á meðan áhrifaminnkunarpunktarnir sem eru innifaldir í lágmarkskröfum endurspegla ekki minni loftslagsáhrif vegna lágs vægis á hverja einkunn. Á heildina litið innihélt BREEAM vottunin loftlagsminnkandi áhrif í viðmiðum sínum en þær geta aðeins virkað þegar tekið er tillit til staðbundinna aðstæðna á Íslandi í vottunarmati nýrrar byggingar.

Advisors:  Jukka Heinonen, Professor at the Faculty of Civil and Environmental Engineering, University of Iceland
Áróra Árnadóttir, Postdoc at the Engineering Institute, University of Iceland
Examiner: Anna Kristín Hjartardóttir, Project Manager at EFLA

Abstract 
The world is changing, and it is also a threat. The economic activity of the human enterprise continues to grow at a rapid rate which is directly proportional to the greenhouse gas (GHG) emissions, overstepping planetary boundary limits, and are now facing irreversible consequences that are detrimental to large parts of the world. The building sector and its related activities account for almost 40% of the annual emissions in the European Union. The rise of green certifications in various parts of the world help assess building performances for a more sustainable built environment. But since green certification is a universal cause, how much does it address humanity's looming climate crisis, especially in low-carbon grid conditions and remote places like Iceland. This paper aims to assess the BREEAM building rating system on its effectiveness in helping reduce the climate impacts of Icelandic buildings. A detailed evaluation of the BREEAM rating tool was paired with a streamlined LCA (SLCA) of a case building where the results were assessed across the building life cycle. The qualitative content analysis of the BREEAM New Construction criteria will help identify the sub-criteria with actual and potential impact reduction goals and targets, whereas the SLCA will assist in providing GHG emissions of the Veröld building. The main result shows a wide gap in the pre-use phase between BREEAM Iceland impact reduction points and actual emissions of the case building. Many of the climate impact reduction strategies of the BREEAM rating system are only potential reductions that are likely to be compromised due to user behavior factors. Moreover, credit weightings can influence the category scores but do not necessarily mean a lower climate burden, while the impact reduction points included in the minimum standard requirements do not reflect a lesser climate impact building due to its low credit points contribution per rating. Overall, the Icelandic BREEAM certification for buildings included more than half of its criteria credit points with impact reductions but can only mean lower climate impact once the low-carbon conditions of Iceland are considered in the certification assessment.

Leiðbeinandi:  Sigurður Erlingsson, prófessor við Umhverfis- og byggingarverkfræðideild HÍ
Prófdómari: Þorbjörg Sævarsdóttir, verkfræðingur hjá Vegagerðinni

Ágrip
Þegar jarðlög eru of veik til að bera hefðbundnar sökklaundirstöður þarf að grípa til annarra ráða við að flytja þyngd mannvirkis niður í fasta undurstöðu og eru yfirleitt notaðar til þess svo kallaðar djúpar undirstöður eða stauraundirstöður. Staurar geta verið reknir niður á fast lag og reiknast þá burðargeta þeirra sem endaburður. Ef hinsvegar er of djúpt niður á fast þá þurfa staurarnir að sitja í þessum veiku jarðlögum og kallast það fljótandi viðnámsstaurar. Er þá burðargeta þeirra summan af endaburði og burði vegna viðnáms milli staurs og jarðvegs. Hlutfall endaburðar í heildarburðargetu staura er mjög breytilegt og fer það eftir því jarðlagi sem stauraendinn lendir á og gerð og formi staurs. Undir stærri mannvirki eru oft notaðir fjölmargir staurar. Verða þetta því dýr mannvirki og því mikill ágróði ef hægt er að meta burðargetu stauranna á einfaldan og en jafnframt nákvæman hátt. Þannig má tryggja að fjöldi staura sé réttur til að lágmarka kostnað. Algengt er nú orðið að framkvæma svokallaðar borholumælingar (t.d. CPT eða SPT mælingar) sem hluta af jarðtæknirannsóknum við stærri mannvirki. Út frá þeim má fá mat á efniseiginleika jarðvegsgerðanna og því mat á burði staura. Hér er farið í gegnum helstu reikniaðferðir sem notaðar eru til að meta burð staura út frá borholumælingum og eru niðurstöðurnar bornar saman við álagspróf sem framkvæmd voru á staurum við brúargerð yfir Eyjafjarðará og við viðlegukant á Eskifirði. Niðurstöður reikniaðferðanna gáfu mjög breytileg gildi og mikilvægt að velja aðferð sem gerð er fyrir sömu jarðvegstegund og staurinn er rekinn í.

Advisor: Sigurður Erlingsson, Professor at the Faculty of Civil and Environmental Engineering, University of Iceland
Examiner: Þorbjörg Sævarsdóttir, Engineer at The Icelandic Road and Coastal Administration (IRCA)Abstract 
When superficial soil layers are weak traditional foundation of structures becomes difficult and it is necessary to use deep foundation to securely transfer loading from superstructure to the ground. The most common type of deep foundations are piles. Piles can either be resting on firm ground or floating in soft soils. Piles resting on firm ground gets their majority of load carrying from the pile tip but floating piles gets their bearing capacity from the pile tip as well from soil-pile interaction along the pile shaft. Piles are always more expensive than shallow foundations. In larger projects the number of piles can be high with considerable increase in costs as results. It is further difficult to assess their bearing capacity. Recently, penetration test such as CPT and SPT as a part of soil investigation practice has increased. The penetration tests provides better estimation of the soil mechanical properties and thus provides an opportunity to better estimate of piles bearing capacity. It can therefore give optimal number of piles and therefore minimise the cost associated with larger structures. Here are classical calculation of estimation of bearing capacity of piles based on penetration tests compared with results from actual full scale testing of piles. The objective is to investigate what approach provides the best agreement with the full scale testing. Based on the results large scatter is observed in the different calculation methods and it is important to select a methods suitable for the correct type of soil.

Leiðbeinendur: Ásdís Helgadóttir, dósent við við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild  HÍ
Halldór Pálsson, prófessor við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild  HÍ
Elías Siggeirsson, rannsakandi hjá Valka ehf
Prófdómari: Ragnar Lárusson, nýdoktor við Háskólann í Reykjavík

Ágrip
Valka Cutter er sjálfvirk úrbeiningar og skömmtunar vél á fiski flökum, hönnuð og framleidd af Völku. Vélin notar háþrýstings vatnsspíssa til þess að úrbeina og skera flökin í skammta með aðstoð frá röntgengeisla tækni til þess að staðsetja bein í flökunum og myndavél sem mælir stærð hvert flaks. Þegar vélin er í notkun verður til fínn vatnsúði í vatnsskurðarrýminu sem getur valdið vandræðum ef úðinn kemst inn í myndavélarýmið þar sem hann getur truflað myndgreininguna á stærðinni. Hönnuðir vélarinnar voru varir við þennan vanda og leystu með því að bæta við loft pípum í myndavélarýmið. Þessi lausn hefur hinsvegar ekki verið mæld eða borin saman við aðrar útfærslur. Í þessari ritgerð voru gerðar tölulegar loftflæðisgreiningar í OpenFOAM á vélina fyrir núverandi uppsetningu og borið saman við aðrar útfærslur. Samanburðurinn gaf til kynna að útfærslurnar væru betri eða á pari við núverandi útfærslu en skortur á mæligögnum gerði það að verkum að ekki var hægt að sannreyna niðurstöðurnar við raunveruleikann.

Advisors:  Ásdís Helgadóttir, Associate Professor at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland
Halldór Pálsson, Professor at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland
Elías Siggeirsson, Lead Researcher at Valka ehf
Examiner: Ragnar Lárusson, Postdoc at Reykjavik University

Abstract 
The Valka Cutter is an automatic deboning and portioning solution of fish fillets designed and manufactured by Valka. It uses a combination of high pressure waterjet nozzles to portion and debone the fillets automatically and efficiently with X-ray technology to locate bones and camera to measure size of each fillet. During operation fine water mist is generated within the waterjet cutting segment which can be problematic if it manages to make its way into the camera segment where it can distort the size measuring process. This was a known issue to the designers of the Valka Cutter who accommodated for it by adding air pipes into the camera segment. However, the performance of the current design was never studied or compared to alternative configurations. In this thesis the goal was to study the current design and compare it to alternative configurations with the use of computational fluid dynamics simulations done in OpenFOAM. The alternatives examined showed improvements although experimental data to validate the results weren't available.

Leiðbeinandi:  Hafsteinn Einarsson, lektor við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ
Prófdómari: Victor Shepardson, doktorsnemi við LHÍ og HÍ

Advisor:  Hafsteinn Einarsson, Assistant Professor at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland
Examiner: Victor Shepardson, Ph.D. student at University of Iceland and the University of Arts

Abstract 
This dissertation presents a potential solution to the challenge of allowing users to control music generation systems, by the way of two different implementations of a novel constraint algorithm which is interfaced via a free-form drawing interface. A survey was carried out to evaluate the constraints and interface. The drawing interface's visual representation of constraints is shown to be identifiable in ~60% of cases by all participants, and participants with high levels of musical expertise prove themselves to perform significantly better in identifying constraints. Participants showed a significant preference for the output music of one the two constraint implementations, but also showed a significant preference for unconstrained over constrained music generation. Results showed promise for the presented method and that more testing and fine-tuning could be done for the current implementation, and that more exploration within controlled music generation is very likely to yield even better results and perhaps allow for closing the gap between constrained and unconstrained music generation.

Leiðbeinendur:  Sigrún Nanna Karlsdóttir og Magnús Þór Jónsson, bæði prófessorar við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild  HÍ
Prófdómari: Gunnar Skúlason Kaldal,verkfræðingur hjá ÍSOR

Ágrip
Jarðhiti er orkugjafi sem enn er verið að rannsaka og þróa með því að hanna dýpri og heitari borholur til nýtingar fyrir raforkuframleiðslu. Til að gera djúpar jarðhitaborholur að raunhæfum valkosti þarf að gera umfangsmiklar rannsóknir til að takast á við efasemdir um auðlindina. Ennfremur þarf að sigrast á tæknilegum áskorunum á öllum stigum þróunarferlisins, frá borun til framleiðslu.
Steypa er einn mikilvægasti þátturinn í jarðhitaborholu. Steypu fóðring er mikilvæg í borunarferlinu þar sem hún kemur í veg fyrir bilun í fóðringum. Steypan styrkir fóðringuna jafnt og þéttir þar sem stálið er undir streitu umfram flotmörk vegna varmaþenslu. Steypan hindrar hreyfingu vökva utan um fóðringu, styrkir veik svæði, kemur í veg fyrir að fóðringin beygist og fyllir tapsvæði. Álag í fóðringinni veldur því að steypan skemmist vegna þrýstingsbreytinga í fóðringunni. Hitabreytingar, sem venjulega stuðla að þenslu í fóðringunni, hafa svipaðar afleiðingar.
Tilgangur þessarar ritgerðar er að kanna skemmdir í steypunni þegar borholan verður fyrir mjög háum hita og hvernig það hefur áhrif á framleiðslu fóðringa þegar steypan missir styrk. Líkanið inniheldur tvær fóðringar, steypu og jarðveg. Þrívíddar varmalíkan er notað til að greina hitadreifingu holunnar og þrívíddarbyggingarlíkan er notað til að meta spennu og tog steypunnar og framleiðslufóðringunnar.
Krítíski staðurinn í steypunni var rannsakaður, þar sem múffan utan um framleiðslufóðringunni snertir steypuna. Niðurstaðan sýndi mikla spennu og tog í steypunni, nálægt brúnum múffunar, þegar hún varð fyrir miklum hitabreytingum. Hámarksspenna er staðsett á köntunum. Einnig voru spennur og toganir skoðaðar í framleiðslufóðringunni og bornar saman við flotmörk efnis. Von Mises spennur í stálinu náðu flotmörkum stálsins, sem gefur til kynna að líklegt sé að skemmdir myndast í fóðringunni. Mismunandi gildi fjaðurstuðla fyrir steypuna voru einnig skoðaðir til að meta áhrif þess á álag í steypunni. Principal spennur var töluvert meiri þegar gildi fjaðurstuðulsins var aukið.

Advisors:  Sigrún Nanna Karlsdóttir, Magnús Þór Jónsson, both Professors at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland
Examiner: Gunnar Skúlason Kaldal, Engineer at ÍSOR

Abstract 
Geothermal energy is a source of energy that is still being investigated and developed by constructing deeper and hotter wells for utilization for electricity production. Making deep geothermal wells a feasible alternative, extensive studies must address any remaining doubts about the resource. Furthermore, developers must overcome technical challenges at every development process level, from drilling to extraction to production.
The cement is one of the most critical components of a geothermal well. Casing cementing is essential in the drilling process as it prevents casing failure. The cement uniformly reinforces the casing as the steel is under stress beyond its yield point by thermal expansion. The cementing inhibit fluid movement outside the casing, reinforces weak zones, avoids buckling, and fills loss zones. Stresses in the casing cause the cement to fail due to pressure changes. Temperature changes, which typically promote casing expansion, have similar consequences.
This thesis aims to investigate the failures in the cement when subjected to extremely high temperatures and how that affects the production casing when the cement loses mechanical strength. The model includes two casings, cement around the casing and the formation. A three-dimensional thermal model was used to analyze the temperature distribution of the well and a three-dimensional structural model was used to estimate the stresses and strain of cement and the production casing.
The critical area in the cement, where the couplings outside of the production casing intersect the cement, was the area of interest. The result showed high stress and strain cement, where the edges intersect the cement when subjected to a significant temperature change. The stresses and strains were also examined in the casing and compared to the yield strengths of the materials. The Von Mises stresses in the steel did reach the steel’s yield stress, indicating casing failure. Different values of Young’s modulus for the cement were also examined to estimate its effect on the stresses in the cement. The stresses and strains were considerably higher when Young’s modulus was increased.

Leiðbeinandi:  Hafsteinn Einarsson, lektor við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ
Prófdómari: Róbert Torfason,verkfræðingur hjá Genki Instruments

Ágrip
Hringormur er mikið vandamál í fiskvinnslu, og er sérstaklega áberandi í Atlantshafs þorski hér við land. Það getur reynst erfitt að koma auga á hann við vinnslu, og viðbrögð neytenda við að finna hringorm í matnum sínum getur haft áhrif á markaðsvirði fisksins. Hringormar eru í dag fjarlægðir handvirkt sem krefst mikils mannafla. Með sjálfviknivæðingu væri hægt að bæta skilvirkni og greiningarhlutfall hringorma. Meginmarkmið þessa verkefnis er að skoða möguleika og nytsemi þess að nota mynd- og litrófsgreiningartækni (e. Multispectral Imaging (MSI)) ásamt gervigreindar aðferðum til þess að greina hringorma í fiski. Litrófsmyndum af 50 flökum af þorski var safnað með VideometerLab litrófsmyndgreiningavél sem styður myndir af 19 bylgjulengdum. Sjö bylgjulengdir reyndust duga til að greina milli hringorma og fiskvöðva. Þessar nauðsynlegu bylgjulengdir voru fundnar með því að nota spectral dimensionality reduction aðferðir. Með því að nota litrófsmerki (e. spectral signature) hringorma var hægt að greina hringorm á u.þ.b. 7 mm dýpi ofan í fisk flaki. Magn af gögnum er takmarkandi þáttur í þessu verkefni, og því var ákveðið að nota few-shot nálgun fyrir flokkun á hringormum. Flokkunar nákvæmni á hringormum fór frá 53% með því að nota zero-shot nálgun upp í 80% með few-shot nálgun sem byggir á nýjum aðferðum með representation learning. Few-shot nálgunin skilaði betri flokkunarnákvæmni en þekkt tölvusjónar (e. Computer Vision) flokkunarlíkan. Staðsetning hringorma með litrófsmyndum var prófuð með því að nota yfirfærslunám (e. transfer learning) með forþjálfuðu object detection líkani.

Advisors:  Hafsteinn Einarsson, Assistant Professor at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland
Examiner: Róbert Torfason, Senior ML Engineer at Genki Instruments

Abstract 
Nematodes are a problem in fish processing, especially in Atlantic cod. Nematodes can be hard to detect, and the repellent reactions of consumers who see them in their food can lead to a reduction in market value. Human intervention is still needed to groom and remove nematodes from fish fillets, which is a labor intensive task. Automating the task of removing nematodes can improve the efficiency and accuracy of human labor. This thesis aims to explore the feasibility and usability of using Multispectral Imaging (MSI) for the detection of nematodes with a combination of deep learning techniques. Multispectral Imaging (MSI) data from 50 cod fillets were gathered with a VideometerLab camera, which supports imaging at 19 wavelengths. Seven spectral bands were found to suffice to differentiate between fish muscle and nematodes reliably. These essential spectral bands were determined using spectral dimensionality reduction methods. Using the spectral signature of nematodes, deeply embedded nematodes at a depth of about 7 mm were detected. Due to limited data being available, we opted for a few-shot learning approach for classification. The classification accuracy of nematodes went from 53% using a zero-shot learning approach to 80% accuracy when using a few-shot learning approach based on recent results in representation learning. The few-shot learning method outperformed a state-of-the-art Computer Vision (CV) classification model. Using transfer learning with a pre-trained object detection model with Multispectral Imaging (MSI) did not improve localization of nematodes.

Leiðbeinandi: Gunnar Stefánsson, prófessor við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ og Fanndís Kristinsdóttir, AGR Dynamics
Prófdómari: Burkni Helgason, sérfræðingur hjá Expectus ráðgjöf

Ágrip
Eftirspurnarspár eru notaðar til að meta framtíðareftirspurn á vörum eða þjónustu. Spár eru oftast gerðar fyrir ólík vörunúmer og það getur verið krefjandi að velja viðeigandi spáaðferðir fyrir mikinn fjölda af vörunúmerum. Margar flokkunaraðferðir hafa í gegnum tíðina verið notaðar til að einfalda val á spáaðferðum með því að flokka saman vörunúmer með svipaða eiginleika. SBC flokkunarkerfið hefur fengið mikla athygli fræðimanna, en það flokkar vörunúmer eftir undirliggjandi eftirspurnarmynstrum. Tilgangur verkefnisins var að bera saman nokkrar flokkunaraðferðir og greina hvaða flokkanir leiddu til lægstu spávillunnar fyrir hvert og eitt eftirspurnarmynstur. Flokkunaraðferðirnar sem voru prófaðar greindu þróun á breytingu eftirspurnar, hvort að árstíðarbundnar sveiflur væru til staðar og viðeigandi flokk úr ABC greiningu. CRO, SBA, TSB og RF spáaðferðirnar voru notaðar til að spá framtíðareftirspurn hvers vörunúmers og frammistaða þeirra var borin saman með MASE og RMSE nákvæmnimælikvörðunum. Flest vörunúmer í gagnasetti frá ÁTVR reyndust hafa slétt eftirspurnarmynstur. Um það bil helmingi færri vörunúmer voru með slitrótt eða skrykkjótt eftirspurnarmynstur og fæstur fjöldi vörunúmera var með óreglulegt mynstur. Ýmsar samsetningar af flokkunum voru prófaðar og niðurstöðurnar sýndu að flokkunin fyrir þróun á breytingu eftirspurnar leiddi almennt til lægstu MASE gildanna fyrir slitróttu og skrykkjóttu eftirspurnarmynstrin en ABC greiningin til lægstu MASE gildanna fyrir sléttu og óreglulegu eftirspurnarmynstrin. ABC greiningin leiddi einnig til lægstu RMSE gildanna fyrir öll eftirspurnarmynstrin.

Advisors: Gunnar Stefánsson, Professor at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland and Fanndís Kristinsdóttir, Technical Consultant at AGR Dynamics
Examiner: Burkni Helgason, specialist at Expectus ráðgjöf

Abstract 
Demand forecasting is the process of estimating the demand for products or services in future time periods. Forecasts are usually generated for different stock keeping units (SKUs) and selecting the appropriate forecasting methods for multiple SKUs can be challenging. Numerous categorizations have been proposed to facilitate the selection of forecasting methods by grouping SKUs with similar characteristics together. The SBC categorization scheme has received significant attention in literature and categorizes SKUs according to their underlying demand patterns. The purpose of this study was to compare several categorizations and identify the categorizations that led to the lowest forecasting error for each distinct demand pattern. The additional categorizations were comprised of a trend analysis, seasonality detection and ABC analysis. The CRO, SBA, TSB and RF forecasting methods were used to generate forecasts for each SKU and the forecasting performances were compared based on the MASE and RMSE accuracy measures. Most of the SKUs in a data set from ÁTVR were found to have a smooth demand pattern. Approximately half as many SKUs had intermittent or lumpy demand patterns and the fewest number of SKUs had erratic demand patterns. Various combinations of categories were tested and the results generally showed that the trend analysis led to the lowest MASE value for intermittent and lumpy demand patterns while the ABC analysis produced lower MASE values for smooth and erratic demand patterns. Furthermore, the ABC analysis led to the lowest RMSE value for all the demand patterns.

Leiðbeinendur: Ragnar Sigurðsson, prófessor við Raunvísindadeild og Benedikt Steinar Magnússon, dósent við Raunvísindadeild
Prófdómari: Tyson Ritter, dósent  við Háskólann í Stavenger

Ágrip
Þessi ritgerð skoðar hvernig má alhæfa þrjár niðurstöður í fjölmættisfræði með því að skipta út venjulegu margliðunum fyrir margliður með tilliti til kúpts þykkva. Ritgerðin kynnir hugtök og niðurstöður úr fjölmættisfræði, sem og ýmsar þekk tar alhæfingar, og sameinar þær og sýnir sem fyrstu niðurstöðu fram á alhæfða tengingu milli Bergman kjarna af vigtuðu margliðurúmi með tilliti til kúpts þykkva og Green-falla í mörgum tvinnbreytistærðum. Þessari niðurstöðu er svo beitt til að varpa ljósi á tengsl ákveðins mengis af slembimargliðum og Green-fallsins, sem er önnur niðurstaðan. Að lokum er fyrsta niðurstaðan aftur notuð til að sýna fram á hvernig ákveðið mengi af slembimargliðum gefur Green-fallið sem markgildi, eins og í seinni niðurstöðunni, en út frá því sjónarmiði að kanna sambandið í veikum skilningi strauma eftir að ákveðnum hlutafleiðuvirkja hefur verið beitt.

Advisors:  Ragnar Sigurðsson, Professor at the Faculty of Physical Sciences and Benedikt Steinar Magnússon Associate Professor at the Faculty of Physical Sciences
Examiner: Tyson Ritter, Associate Professor, Universitetet i Stavanger

Abstract 
This thesis examines how three results in pluripotential theory can be generalized by replacing the usual polynomials with polynomials with respect to a convex body. The thesis introduces the concepts and results from pluripotential theory, then the various established generalizations, followed by their synthesis and, as its first result, a demonstration of a generalized link between Bergman kernels of a weighted polynomial space with respect to a convex body and pluricomplex Green functions. This result is then applied to reveal the asymptotic relation between a certain set of random polynomials and a pluricomplex Green function, which comprises the second result. Finally, the first result is again used to demonstrate how a certain set of random polynomials is related asymptotically to a pluricomplex Green function, similar to the second result, but from the perspective of the examination of the relationship in the weak sense of currents after a particular partial differential operator has been applied.

Leiðbeinendur: Guðmundur Valur Oddsson og Rúnar Unnþórsson, báðir prófessorar við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ
Prófdómari: Ari Jónas Jónasson, sérfræðingur

Ágrip
Í þessu verkefni er endurvinna skilgreind sem vinna sem þarf að vinna aftur því vara eða þjónusta uppfyllir ekki kröfur forskriftar. Endurvinna er til staðar hjá flestum skipuheildum í vinnslu- og verktakaiðnaði. Endurvinna leiðir til auka kostnaðar sem getur verið óljós og jafnvel ekki skráður. Endurvinna er sóun en þegar sóun er til staðar eru tækifæri til umbóta. Þetta verkefni fjallar um tilviksrannsókn hjá skipuheildinni Kambar Byggingavörur ehf. sem framleiðir gler og glugga. 
Skoðað var framleiðslu á gleri hjá skipuheildinni, nánar tiltekið glersvið. Í verkefninu er komist að því hvað það er sem veldur endurvinnu, hvernig hægt er að reikna út frammistöðu skipuheildarinnar varðandi endurvinnu og hvernig hægt er að bæta núverandi ástand. Í verkefninu er notast við hugmyndafræði stöðugra umbóta. Safnað var gögnum yfir 15 mánaða tímabil og haldin voru viðtöl og vinnustofa með helstu hagsmunaaðilum. 
Niðurstöður leiddu í ljós að misstök valda aðallega endurvinnu en einnig er það galli í hráefni og misskilningur vegna starfsmanna og viðskiptavina. Notast er við lykilframmistöðuvísa til þess að reikna út frammistöðu skipuheildarinnar. Til þess að bæta núverandi ástand var sett markmið og aðgerðaáætlun. Markmið fyrir innleiðingu er að lækka hlutfall endurvinnu í framleiðslu úr 1,66 prósentum niður fyrir 1,5 prósent og lækka hlutfall endurvinnu á söluvirði niður fyrir 2 prósent úr 2,85 prósentum. Aðgerðaáætlun byggist á því að halda vinnustofur með starfsmönnum skipuheildarinnar þar sem farið er reglulega yfir gögn. Með því að halda vinnustofur er komin vettvangur þar sem starfsmenn geta komið með umbótatillögur. 

Advisors:  Guðmundur Valur Oddsson og Rúnar Unnþórsson, both Professors at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland
Examiner: Ari Jónas Jónasson, Specialist 

Abstract 
This project is about rework. Rework occurs when a transformation of a product or service does not meet pre-set specifications into a product or service that do. Rework is an ongoing problem for most processing and construction industries. Rework leads to increased costs that can be unclear and even unrecorded. Rework is a waste, but when there is waste, there are opportunities for improvement. This project deals with a case study at the organization Kambar Byggingavörur ehf. which manufactures windows and glass.
The production of glass was examined, more specifically the glass department of the organization. The findings of the project are what causes rework, how the organization performs regarding rework and how the current situation can be improved. The project uses the ideology of continuous improvement. Data was collected over a 15-month period and interviews and workshops were held with key stakeholders.
The results showed that mistakes are the main cause for rework in the organization, but also because of faulty raw material and when there is a misunderstanding between employees and customers. KPIs were used to calculate the performance of the organization. To improve the current situation a goal and a plan were set. The goal based on implementation is to reduce the rework rate down from 1.66 percent to under 1.5 percent in the factory and also to reduce the remanufacture rate down from 2.85 percent to under 2 percent. The plan is based on workshops with employees at the organization where data is reviewed regularly. By holding workshops, a place has been made where employees can make suggestions for improvement.

Leiðbeinendur:  Ingólfur Gíslason, aðjúnkt við Menntavísindasvið HÍ og Anna Helga Jónsdóttir, dósent við Raunvísindadeild HÍ
Prófdómari: Hafþór Guðjónsson, dósent emeritus 

Ágrip
Hægt er að segja að meginmarkmið stærðfræðikennara sé að láta nemendur hugsa. Þó virðist stærðfræðikennsla í íslenskum framhaldsskólum hafa fest í ákveðnum viðmiðum sem virðast sniðganga hugsun, skilning, umræður og rökræður. Að brjóta niður þessi viðmið getur reynst kennurum flókið og jafnvel ómögulegt. Í þessari ritgerð er skoðað hvort hægt sé að brjóta niður þessi viðmið með því að notast við hugmyndir um hugsandi kennslurými. Hugsandi kennslurými er rými þar sem hugsun er í fyrirrúmi, rými þar sem nemendur vinna saman að verkefnum, hönnuð til að byggja upp skilning á nýjum hugtökum og hugmyndum, rými þar sem nemendur leita skilnings í gegnum samræður við samnemendur og kennara.
Rannsóknin sem ritgerðin byggir á er starfendarannsókn þar sem höfundur vann í sjö vikur að uppbyggingu hugsandi kennslurýmis hjá fjórum stærðfræðihópum í íslenskum framhaldsskóla og greindi breytingar á viðmiðum innan kennslurýmisins. Í tveimur af fjórum hópum náðist að brjóta niður viðmið innan kennslurýmisins og byggja upp ný viðmið sem krefjast hugsunar af bæði nemendum og kennara. Meðal viðmiða sem breyttust voru aukin sjálfstæð vinnubrögð nemenda, nemendur leituðu upplýsinga hjá samnemendum, viðhéldu eigin flæði, sýndu þrautseigju og voru tilbúnir að hugsa. Þetta olli meðal annars því að nemendur reiddu sig ekki eins mikið á svör frá kennaranum heldur á svör út frá samvinnu við samnemendur, virkni nemenda í verkefnum jókst sem og áhugi nemenda á stærðfræðitímum. Í hinum tveimur hópunum náðist ekki að brjóta niður viðmið innan kennslurýmisins sem voru til staðar.

Advisors:  Ingólfur Gíslason, Adjunct Lecturer at the Faculty of Subject Teacher Education, University of Iceland and Anna Helga Jónsdóttir, Associate Professor at the Faculty of Physical Sciences, Univeristy of Iceland
Examiner: Hafþór Guðjónsson, Emeritus

Abstract 
One could argue that the math teacher’s main objective is to engage students in thinking. Nevertheless, mathematics education in secondary schools in Iceland has come to a halt in certain norms that seem to boycott thinking, understanding, discussions and reason. It can be complicated and even impossible to break down these norms. The objective of this thesis was to try breaking down existing norms by building thinking classrooms. Thinking classroom is a space where thinking is required, a space where students engage in tasks developed to build up understanding of new concepts and ideas, a space where students seek understanding through monologue with other students and the teacher.
The research behind this thesis is an action research where the author implemented think- ing classrooms for seven weeks with four mathematics classes in an Icelandic secondary school and analyzed changes in classroom norms. In two of the four groups the author managed to break down classroom norms and build up new norms that require thinking from both students and the teacher. Among those new norms were increased students’ autonomy, students sought information from each other, maintained their own flow, showed resilience and were willing to think. Consequently, the teacher was no longer the main source of knowledge, instead knowledge came from interacting with other students, students’ engagement increased and their interest in math lessons grew. In the other two groups the author did not manage to break down classroom norms.

Leiðbeinendur:  Sigríður Ósk Bjarnadóttir, dósent við Umhverfis- og byggingarverkfræðideild HÍ og Aðalsteinn Sigþórsson, verkefnastjóri hjá Eykt
Prófdómari: Þorbergur Karlsson, verkfræðingur hjá VSÓ Ráðgjöf

Ágrip
Verksamningur er ein áhættusamasta viðskipta tegund sem til er með miklum líkum á mistökum af ýmsum ástæðum sem verktaki þarf að hafa í huga, bæði þegar hann býður í verkefni og á mismunandi stigum líftíma þess. Áhættu auðkenning í byggingarverkefnum er mikilvægt skref að velgengni verkefna en hefur ekki fengið alvarlega athygli margra verkefnastjóra og fyrirtækja um allan heim. Þessi ritgerð hefur auðkennt, lýst og flokkað 46 algengustu áhættuþætti á byggingarstigi framkvæmdaverkefna um allan heim. Meginmarkmið þessarar ritgerðar var að senda út könnun á íslenskra fagaðila sem vinna við verkefnastjórnun til þess að fá sýn þeirra á hverjar eru mikilvægustu áhættur á byggingarstigi framkvæmdaverkefna á Íslandi. Mikilvægi þeirra var metin með mikilvægis vísitölu eða Relevant important index (RII) og áreiðanleiki gagnanna með áreiðanleikastuðullinum Cronbach’s alpha sem var reiknaður með forritinu Statistical Package for the Social Sciences (SPSS). Niðurstöður rannsóknarinnar raðar áhættunum frá sætum 1-46 eftir mikilvægi þeirra og topp tíu eftir mismunandi viðhorfum hópa af fagaðilum, eftir annars vegar starfstitlum og hins vegar fjölda ára reynslu. Greining var gerð með samanburði á við hverju mátti búast í niðurstöðum hennar á þeim tíma sem hún var send út. Þessi rannsókn hefur sínar takmarkanir þar sem ekki er hægt að greina allar áhættuþætti heldur aðeins þá mikilvægustu. Niðurstöðurnar geta nýst til frekari rannsókna, svo sem áhættugreiningar fyrir tiltekið verkefni, áhættu auðkenningu frá öðrum sjónarhornum eða áhættu gátlistinn þegar hafin er vinna við nýbyggingar á Íslandi.

Advisors:  Sigríður Ósk Bjarnadóttir, Associate Professor at the Faculty of Civil and Environmental Engineering, University of Iceland and Aðalsteinn Sigþórsson, Project Managet at Eykt
Examiner: Þorbergur Karlsson, Engineer at VSÓ Ráðgjöf

Abstract 
Construction contracting is one of the riskiest business types available, with a very high failure rate for various reasons, which needs consideration when a contractor creates his final price for the project and during the building life cycle at different stages. The importance of risk identification in construction projects is a critical step in risk management which is one of the keys to project success but still has not been given serious attention by many construction managers and companies worldwide. This thesis has identified, described, and categorized 46 most common construction project risk factors worldwide during the construction stage of the building life cycle from a literature review to create a risk list. The categorization is in the following risk categories: construction, environmental, financial and economical, legal and contractual, technical and design, organizational, control and planning, political, and finally, resource risks. The main objective of this thesis was to send out a questionnaire survey to Icelandic professionals working in project management of constructions to get their overall and different perspectives on the most important risk factors in Iceland during the construction stage of the building life cycle. These professionals were either engineers, technicians, project managers, consultants, or owners and CEOs of contractor companies. A relative importance index (RII) was used to measure the importance of the risks, and for the reliability of the results, a reliability coefficient Cronbach's alpha was calculated with the Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) software. The results include rankings from 1-46 of their importance generally in the country overall and top 10 for different perspectives considering different groups of professionals and a comparison of what could be expected
generally in Iceland during the time it was sent out. This research has its limits where it was not possible to identify all construction project risks but only the most critical risks. Theresults can be used for further studies such as risk analysis for a specific project, as a part of a risk identification from other perspectives, or as a starting point for a risk identification checklist when starting a new construction project in Iceland.

Leiðbeinendur:  Thor Aspelund, prófessor við Miðstöð í lýðheilsuvísindum, Anna Helga Jónsdóttir, dósent við Raunvísindadeild HÍ og Janus Gudlaugsson hjá Janus Janus heilsuefling slf.
Prófdómari: Sigrun Helga Lund, tölfræðingur hjá DeCode genetics

Ágrip
Janus Heilsuefling er fyrirtæki sem annast ráðgjöf og þjálfun eldri borgara.  Janus hefur þjálfað með æfingum byggðar á doktorsritgerð sinni þar sem árangur er mælanlegur. Nú er til umtalsvert magn mælinga á mörg hundruð skjólstæðingum sem margir hafa æft í 2 ár eða lengur. Mælingar á ýmsum þáttum líkamslegs atgervis og lífsgæða voru endurteknar allt að 5 sinnum á 6 mánaða fresti á nokkrum æfingahópum. Rannsóknarspurningin snérist um það hvernig hægt er að kortleggja ávinning af heilsueflingu eldri borgara út frá upphafsstöðu, aldri og kyni.
 Til skoðunar voru mælingar á 1173 einstaklingum 65 ára og eldri (körlum og konum) sem áttu mælingar í allt að 5 æfingalotum. Þeir urðu að eiga upphafsmælingu og svo a.m.k. 2 mælingar í viðbót og eina í seinni hluta æfingatímabils þ.e. í lotu 4 eða 5. Útkomur til skoðunar voru:  a) Vöðvamassi í kg, b) meðaltal daglegrar hreyfingar í mínútum, c) huglægt mat viðkomandi á eigin heilsu og lífsgæðum á skalanum 0 til 100, d) samanlagður gripstyrkur beggja handa í kg, e) upplýsingar um það hve oft viðkomandi getur staðið upp af stól á 30 sek og f) BMI stuðull sem er hlutfallið á milli massa og hæðar í öðru veldi. 
 Slembiþáttalíkön voru notuð til að greina gögnin og meta þróun á mælingum einstaklinga yfir tíma. Skoðun sýndi fram á mikilvægi þess að nota slembiþáttalíkön frekar en hefðbundin línuleg líkön án slembiþátta. Niðurstöður voru settar fram á vefmælaborði til þess að lýsa upphafsstöðu og þróun mælinga yfir tíma bæði tölulega og myndrænt. Úrvinnsla var gerð í R og RStudio.
 Talsverð bæting varð hjá flestum, sérstaklega yfir fyrstu sex mánuðina.  Fólkið mat heilsu sína og lífsgæði huglægt með tölu frá 0 til 100, en almennt hækkaði sú tala marktækt. Í ljósi þess hve mikið talan fyrir huglæga matið hækkaði, má álykta sem svo að allir hafi haft ávinning af þátttöku sinni í heilsueflingunni.

Advisors:  Thor Aspelund, Professor at Public Health Sciences, Anna Helga Jónsdóttir, Associate professor at the Faculty of Physical Sciences, University of Iceland and Janus Gudlaugsson, Janus Health Promotion
Examiner: Sigrun Helga Lund, Statistician at DeCode genetics

Abstract 
Janus Heilsuefling is a company that specializes in consultation and exercise for senior citizens. Janus has trained with exercises relied upon his doctoral thesis where result is measurable. After this there is a considerable amount of data and measurements of hundreds of participants who have trained with these exercises and many of whom have trained for 2 years or longer. Measurements of various factors of constitution and life quality were repeated as much as 5 times every 6 months in some of the groups. The question I wanted to have answers to is how we can map the advantage of health promotion senior citizens from the initial position of each participant and their age and gender.
Measurements of 1173 participants 65 years and older (men and women) were examined and each had up to 5 training sessions. They had to have the first measurement and at least two measurements more and one in the second part of the training session, i.e. session 4 or 5. The results that were examined were: a) muscle mass in kg, b) the average of daily exercise in minutes, c) subjective evaluation of each participant on his or her own health and life quality on the scale of 1 to 100, d) combined grip strength of both hands in kg, e) information on how often a participant can stand up from a chair in 30 sec and f) BMI (Body Mass index) which is a measurement of someone‘s proportion between weight (in kg)and height (in meters) squared.
Mixed models were used to analyse the data and evaluate the progress and measurements of the participants over time. The result of the analysis showed the importance of using mixed models rather than using traditional linear models without random factor. The findings were presented as a web dashboard to describe the initial measurement and the progress of measurements over time both numerically and graphically. The processing was made in R and RStudio.
The participants showed considerable improvement, especially the first six months. They evaluated their health and life quality subjectively with a number ranging from 0 to 100, but overall that number increased significantly. In light of how much the number for the subjective evaluation increased, one can determine that every participant had some kind of advantage of its participation in the health promotion.

Leiðbeinendur:  Jens G. Hjörleifsson, lektor við Raunvísindadeild HÍ, Jón Már Björnsson, framkvæmdastjóri rannsóknar- og þróunardeild og forstöðumaður erfðatæknideildar ORF líftækni hf, og Arna Rúnarsdóttir, forstöðumaður próteinhreinsunar og þróunar hjá Alvotech.
Prófdómari: Reynir Scheving, verkefnisstjóri hjá Zymetech

Ágrip
Sameindaræktun er nýsköpun innan líftækni sem byggir á notkun fjölbreyttra plöntukerfa til tjáningar og framleiðslu á verðmætum próteinum. ORF Líftækni (stofnað 2001) hefur um langt skeið nýtt byggplöntuna, Hordeum vulgare, sem próteinverksmiðju fyrir framleiðslu á vaxtarþáttum fyrir fyrirtækið. ORF erfðabreytir byggplöntum á þann hátt að þau framleiða nýtt prótein í byggfræjum sem eru fullkomin geymsluaðstaða fyrir próteinin af náttúrunnar hendi. . Nýjasta þróunarverkefni ORF snýr að framleiðslu á dýra-vaxtarþáttum og þróun hreinsunarferils sem er auðvelt og ódýrt að skala upp, til að geta annað mikilli þörf á vaxtarþáttum fyrir framleiðslu á stofnfrumuræktuðu kjöti. Í dag eru dýra-vaxtarþættirnir lang stærstu kostnaðarliðirnir í þessari kjötframleiðslu og til þess að geta boðið vaxtarþættina á góðu verði, sem er aðalflöskuhálsinn í dag, þarf að skala upp ferlið og breyta ýmsum hreinsunaraðferðum til að auka hagkvæmnina.
Markmið verkefnisins er að rannsaka betur geymsluþol byggfræja, til að sjá ef mismunandi meðhöndlun á byggfræjum ásamt breytingu á hitastigi hefur áhrif á geymsluþol. Áhersla er lögð á þrjá vaxtarþætti: EGF, FGFb og KGF. Auk þess er hluti verkefnisins að besta nýja próteinhreinsunarferlið fyrir EGF með notkun mismunandi segulagna. Byggfræ voru geymd ómeðhöndluð, afhýdd og möluð við þrjú mismunandi hitastig; herbergishita, 4°C og -20°C; yfir 6-mánaða tímabil. Á mánaðar fresti voru sýni tekin og kannað hvort styrkur (magn) vaxtarþáttanna hefði breyst. Til að kanna það voru vaxtarþættirnir dregnir úr byggfræjunum með útdrætti og greindir með Coomassie litun og í ónæmisþrykki (Western blot) með sértækum mótefnum til að greina vaxtarþætti, ásamt elísuprófunum (ELISA) til að ákvarða styrk vaxtarþátta. Hreinsunarferlar voru bestaðir á rannsóknarskala með MagRack 6 og Sepmag A fyrirkomulagi.
Breytingar í stöðugleika sáust hjá vaxtarþáttum en ekki er hægt að staðfesta að um tap á stöðugleika sé að ræða þar sem munurinn var ekki marktækur. Þetta eru mikilvægar niðurstöður því þær segja að það sé enginn marktækur munur á geymsluþoli markpróteinsins eftir því hvort fræin eru geymd ómeðhöndluð (venjuleg) eða hvort búið er að afhýða þau eða mala. Jafnframt að geymsla við mismunandi hitastig hafi ekki áhrif á stöðugleika markpróteinsins. Hægt er að nota mismunandi segulagnir til að hreinsa vaxtarþætti. Megin munur var á hreinleika afraksturs. Hæsti afrakstur náðist þegar magn segulagna og skollausnar var aukinn samhliða um 30%.
Fyrirsjáanlegt er að með nýrri framleiðslugrein á stofnfrumuræktuðu kjöti er aukin eftirspurn eftir vaxtarþáttum sem ýtir undir að ORF auki skilvirkni og afköst þróunarferlisins, framleiðslu og tækninotkunar. Stöðugleiki próteina í meðhöndluðum byggfræjum og hreinsunarferli þeirra eru háð þeim vaxtarþætti sem unnið er með. Þar af leiðandi þarf að besta hvert ferli fyrir hvern vaxtarþátt sem er framleiddur með Orfeus kerfinu.

Advisor:  Jens G, Hjörleifsson, Assistant Professor at the Faculty of Physical Sciences, University of Iceland, Jón Már Björnsson, Executive Vice President (EVP) of Research & Development And Director of Gene Technolog at ORF Genetics hf, and Arna Rúnarsdóttir, Principal Scientist in DSP Development at Alvotech
Examiner: Reynir Scheving, Project manager - protein engineering at Zymetech

Abstract 
A recent domain in biotechnology, defined as molecular farming, is a production process which depends on biological diversity of plant systems, to express and produce high value and useful recombinant proteins at large scale. Barley grains are an attractive system for molecular farming, as their natural properties as plant storage organs enable robust, efficient, and scalable production of recombinant proteins. ORF Genetics uses Hordeum vulgare to produce recombinant growth factors. For the last two years, ORF has been working on a project which involves producing plant-based animal derived growth factors for the cell culture meat (CCM) market. To be able to offer the growth factors at an acceptable price for the CCM companies, which is one of the main bottlenecks today, the process is in the need for increase in efficiency.
The aim of this study is to explore the effect of storing barley seeds pre-treated at variable temperature for optimization on the storage ability of barley seeds, with focus on three human growth factors: EGF, FGFb and KGF, as well as optimizing purification procedures of EGF from a new barley variety using variable magnetic beads.
The barley was stored untreated, dehulled or milled and at three different temperature values: RT, 4°C and -20°C, throughout a 6-month period. On a monthly interval, growth factors were extracted from the barley seed, and the supernatant was analyzed with Coomassie blue staining and Western blot to detect the protein in the sample, and ELISA to determine the protein concentration. The purification process was optimized on lab-scale using MagRack 6 and Sepmag A systems. A decrease in stability of growth factors was observed, however the difference was not significant and can’t be stated as a loss in stability. The barley seed can be stored pre-treated at various temperatures offering a strengthen position of barley as a powerful protein production platform. Different magnetic bead types can be used for purification of growth factors. The main difference observed was with %purity of elution. Highest yield was attained if bead and elution volume was increased in parallel by 30%.
With increased demand on purified growth factors for the CCM market, ORF is in the development process of increasing efficiency and throughput of the production and technology. The stability within the pre-treated barley and the purification processes are protein dependent. Therefore, the optimization work needs to be implemented and improved for each growth factor produced by the Orfeus™ system.

Leiðbeinendur:  Sigrún Nanna Karlsdóttir og Sigurður Brynjólfsson, bæði prófessorar við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ.
Prófdómari: Gissur Örlygsson, efnafræðingur hjá Tæknisetri

Ágrip
Svið vefjaverkfræðinnar hefur þróast hratt undanfarin ár sem og fjölbreytileiki efna sem ætluð er til að græða sár. Notkun affrumaðs vefjastoðefnis úr fiskroði hefur aukist vegna hæfni efnisins til að græða sár. Í þessu verkefni voru gerðar togþolsprófanir á vefjastoðefni úr þorski, túnfiski og steinbít. Efnið var skorið langsum og þversum af roðinu og sýnin prófuð þurr og blaut. Breytingar á styrk og tognun voru skoðaðar út frá fisktegundum, stefnu sýnanna og aðferðum til að affruma þorskroðið. Þurr sýni voru borin saman við blaut sýni og áhrif litunar á þorskroð voru skoðuð. 
Niðurstöður togþolsprófana sýndu mikinn breytileika milli efna. Styrkurinn var breytilegur eftir tegundum Þau efni sem græða á í lífveru þurfa að búa yfir ákveðnum eiginleikum eins og nægjanlegum styrk og teygjanleika. Niðurstöður þessa verkefnis muna auka þekkingu á þessum eiginleikum og hegðun þessa stoðefnis.

Advisors:  Sigrún Nanna Karlsdóttir and Sigurður Brynjólfsson, both Professors at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland 
Examiner: Gissur Örlygsson, Chemist at Tæknisetur

Abstract 
The field of tissue engineering has developed fast in recent years, and so has the variety of wound grafting materials. Acellular fish skin graft has shown promising results due to its ability to accelerate wound healing. The mechanical properties of fish skin grafts derived for cod, tuna, and wolffish were studied in this project. The
samples were cut anteroposterior and dorsoventral from the fish skin and tested dry and wet. The difference between mechanical properties was evaluated for different species, the orientation of the samples cut from the fish skin, and the treatments of the samples, i.e., various decellularization methods. The difference between dry and wet materials and the effect coloring the samples had on the mechanical properties were evaluated. The tensile test results show that the ultimate tensile strength and ductility of these different samples and species vary considerably.
A material must exhibit appropriate mechanical properties, such as sufficient stiffness and strength, to be placed inside a living organism. The knowledge gained from this study will help get insight into the mechanical behavior of these materials.

Leiðbeinendur: Matthias Book, prófessor við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ og Sigurður Gauti Samúelsson, doktorsnemi í tölvunarfræði við HÍ
Prófdómari: Marc Hesenius, nýdoktor við University of Duisburg-Essen

Ágrip
Verkefnið "Sketching with a Purpose" er styrkt af Rannsóknasjóði Íslands. Markmið verkefnisins er að styðja við notendur hugbúnaðarþróunarumhverfa (e. IDE) með því að hanna skissutungumál til að tjá algengar breytingaraðgerðir á kóða og stjórnunaraðgerðir innan þróunarumhverfisins sem notendum finnst leiðandi, einfalt og auðvelt í notkun. Framkvæmdar voru tvær rannsóknir með forriturum sem tengdust aðalrannsóknarspurningu verkefnisins: "Hvernig ætti alhliða skissutungumál fyrir samskipti við kóða að líta út?" Fyrri rannsóknin (e. elicitation study) byggðist á því að finna hvers konar skissur myndu hugbúnaðarforritarar nota til að framkvæma sérstakar aðgerðir innan þróunarumhverfa. Hún lagði grunn að völdum skissuformum þátttakenda, sem sýndi eitthvert sammæli en ekki nóg til fyrir hönnun á samræmdu skissutungumáli. Í seinni rannsókninni sem fylgdi á eftir, stungum við uppá nokkrum skissuafbrigðum fyrir ákveðnar aðgerðir og báðum forritarana um að gefa þeirra álit á þeim. Tilgangur þessara rannsókna var að greina ákjósanlegasta form skissutjáninga fyrir ákveðið safn aðgerða, til þess að búa til grunn í hönnun á alhliða skissutungumáli fyrir aðgerðir innan þróunarumhverfa.

Advisors:  Matthias Book, Professor at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland and Sigurður Gauti Samúelsson, Doctoral Graduate Student in Computer Science at the University of Iceland
Examiner: Marc Hesenius, Postdoctoral Researcher at University of Duisburg-Essen, Germany

Abstract 
The project "Sketching with a Purpose", funded by the Icelandic Research Fund, aims to support users of integrated software development environments (IDEs) by designing a sketching language for expressing common code manipulation and navigation tasks that users find intuitive, simple and easy to use. As part of that project, we conducted two studies with software developers addressing the project's overarching research question "What should a comprehensive sketching language for code interaction look like?" First we conducted an elicitation study to examine what kind of sketches software developers would use to accomplish specific tasks within an IDE. This yielded participants' preferred patterns of sketch expression, which showed some agreement but would not all be compatible in an overarching language design. As a follow-up, we therefore conducted a ranking study in which we suggested variations of sketches for expressing certain commands and asked software developers for their opinion on them. The purpose of both studies was to determine the most agreeable forms of sketch expression for a collection of commands, to obtain a baseline for designing a consistent sketching language for operations in a software IDE.

Leiðbeinandi:  Jens G. Hjörleifsson, lektor við Raunvísindadeild HÍ
Prófdómari: Margét Helga Ögmundsdóttir, dósent við Læknadeild HÍ

Ágrip
Stýrilnæmi (e. allostery) spilar veigamikið hlutverk í stýringu á fjölmörgum líffræðilegum ferlum, allt frá stjórnun á umritun gena til flutnings boðefna. Ferlið sem liggur til grundvallar stýrilnæmni getur verið fjölbreytt og flókið en jafnframt mikilvægt þegar kemur að þróun lyfja og hönnun próteina (e. protein engineering). Í víðtækum skilningi felur stýrilnæmi í sér fyrirbæri þar sem samskipti smásameinda við prótein hefur áhrif á virkni tiltekins próteins vegna bindingar þeirra við stýrilnæm bindiset sem finnast á öðrum stað en virkniset próteins. Almennt hefur það verið samþykkt að fyrirbærið stýrilnæmi sé innri eiginleiki (e. intrinsic property) próteina. Þetta hefur ýtt undir þá skoðun að allósterísk stýring gæti verið algengari og veikari en áður var talið og gæti jafnvel átt sér stað í ensímum sem almennt eru kölluð „óstýrilnæm“ í kennslubókum. Þetta leiðir okkur að þeirri spurningu hvort  „óstýrilnæm“ prótein geti verið stjórnað af veiku stýrilnæmi. Ef sú er raunin, hversu algeng eru þessi veiku fjarhrif og að hvaða marki hafa þau áhrif á efnaskiptaferla? Til að fá mynd af veiku stýrilnæmi var bindiskimun efnasambanda (e. hit screening) framkvæmt á nokkrum „óstýrilnæmum“ ensímum í glýkólýsuferli með „Microscale Thermophoresis“ (MST) aðferð sem er fær um að greina veika bindi-atburði sameindanna við ensímin (Kd =  μM­mM). Efnin sem voru álitin bindlar (e. hits) voru staðfest með ensímvirkni mælingum og áhrif þeirra á glýkólýsuflæði kannað með in vitro aðferðum. Í þessu verkefnu uppgötvuðum við nýja bindla sem hafði hindrunaráhrif á tvö ensím í glýkólýsu. Tveir af þessum bindlum sýndu ósamkeppnishæfa hindrun (e. non-competitive inhibition), líklega vegna bindingar við stýrilnæman bindistað. Að auki sýndu in vitro glýskolýsuflæðipróf að þessir bindlar valdi lækkun á útflæði prótóna, sem var væntanlega afleiðing af hömlun á glýkólýsu. Þar sem samspil glýkólýsu og stýrilnæmis hefur sterkta tengingu við heilsu frumna og ýmissa sjúkdóma, munu niðurstöður þessa verkefnis hjálpa okkur að skilja betur hvernig hægt sé að þróa sértæk lyf gegn nýjum stýrilnæmum setum ensíma.

Advisor:  Jens G, Hjörleifsson, Assistant Professor at the Faculty of Physical Sciences, University of Iceland
Examiner: Margrét Helga Ögmundsdóttir, Associate Professor at the Faculty of Medicine, University of Iceland

Abstract 
Protein allostery plays an important role in the orchestration of innumerable biological processes, spanning from transcriptional regulation to signal transduction. Studying the mechanisms underlying allosteric modulation is of great importance, particularly in the fields of drug discovery and protein engineering. In a broad sense, allostery is a phenomenon whereby the functional activity of a protein changes upon the binding of ligands to its allosteric site(s), which are distal from but coupled to the orthosteric site(s). It has been widely agreed upon that allostery is an intrinsic property of all proteins. This concept has fueled our speculation that allosteric modulation could be far more common and subtle than once thought and may even occur in enzymes that are classically termed “non-allosteric”. Eventually, this led us to the questions: Can “non-allosteric” entities be weakly allosterically regulated? If so, how prevalent is such weak allosteric regulation and to what extent does it affect metabolic pathways? As a proof-of-principle, we performed screening on several “non-allosteric” enzymes in the glycolytic pathway with natural metabolites, using the Microscale Thermophoresis (MST), which is capable of detecting binding events in a μM-mM range. All potential binders (Kd ≤ 15 mM) were validated using enzyme activity assays and then assessed for their modulating effects on glycolytic flux by a cell-based assay. Up to now, we have identified several potential hits that weakly inhibited two enzymes, leading to a partial decrease in their activity. Among these hits, two of them exhibited non-competitive mode of inhibition, possibly due to binding to an allosteric site. Additionally, these two ligands appeared to decrease cellular proton efflux, presumably by inhibition of glycolysis. Given how essential both glycolysis and allostery are to living cells, with far-reaching implications on health and diseases, a novel finding regarding regulation will potentially open a new avenue for allosteric drug discovery, thus expanding the boundaries of testing drug candidates to include targets that were previously not considered to have therapeutic potential. 

Leiðbeinendur:  Matthias Book, prófessor við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ og Sigurður Gauti Samúelsson, doktorsnemi í tölvunarfræði við HÍ
Prófdómari: Kristín Fjóla Tómasdóttir, hugbúnaðarverkfræðingur hjá hjá CCP ehf.

Ágrip
Fyrir hugbúnaðarverkfræðinga og jafnvel forritara er þörf fyrir skissur til að tjá flóknar hugmyndir sem má finna í mörgum skrefum hugbúnaðarþróunar og í viðhaldi hugbúnaðar. Þessi meistararitgerð er framlag til stærri rannsóknarverkefna þar sem lagt er til að einnig megi nota skissur til að tilgreina skipanir í textaritlum hugbúnaðartóla IDE, til að stýra frumkóða með skissum ofan á IDE í stað þess að nota mús og lyklaborð.
Þessi meistararitgerð setur fram nákvæma lýsingu á hönnun og innleiðingu hugbúnaðarhluta sem gera kleyft að framkvæma skilgreiningu hvað var skissað yfir í textaritli Visual Studio Code (VsCode) IDE, byggt á upplýsingum sem koma úr hugbúnaði frá öðrum meistaranema.
Þessi lausn getur án vafa staðsett hnit með nákvæmum hætti á skjá notandans og sannreynt ef staðsetningar skarast við frumkóða notandans. Ef hnitin gera það, þá mun hugbúnaðurinn gefa til kynna nákvæmlega í hvaða skrá skissan er staðsett, í hvaða línu og dálki innan skráar, og í því tilfelli sem að skissan skarast við textaupplýsingar, munu setningarfræðileg tákn einnig koma fram fyrir þessar textaupplýsingar.

Advisors:  Matthias Book, Professor at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland and Sigurður Gauti Samúelsson, Doctoral Graduate Student in Computer Science at the University of Iceland
Examiner: Kristín Fjóla Tómasdóttir,Software Engineer at CCP ehf.

Abstract 
For software engineers and even programmers, the need for sketching to express complex ideas can be found in multiple steps of software development and software maintenance. This thesis contributes to a larger research project where it is proposed that sketching could also be used as means to interact with integrated software
development environments (IDE’s) to manipulate source code by sketching on top of the IDE instead of using a mouse and keyboard solution.
This thesis details the design and implementation of software components which provide the ability to perform recognition of which user interface elements were sketched over, inside the Visual Studio Code (VsCode) IDE based on the information that was provided from another master’s student application.
This solution is able to take absolute coordinates on the user’s screen and identify if those coordinates overlap with the user’s source code. If they do, the software will return exactly in what file the sketch occurred, the line/column location within that file, and in the case of an overlap with textual information, syntactical tokens for that textual information will be provided as well.

Leiðbeinendur:  Rúnar Unnþórsson, prófessor við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild  HÍ
Marianne Zeyringer, dósent við Háskólann í Oslo
Prófdómari: Zhao Yuan, lektor við Rafmagns- og tölvuverkfræðideild HÍ

Ágrip
Hlýnun jarðar er ein alvarlegra ógnana sem mannkynið glímir við í dag. Gróðurhúsaloftegundir sem losaðar eru við daglegar athafnir mannkyns á verulegan þátt í hlýnun jarðar.  Vísindamenn, stjórnmálamenn, hagfræðingar o.fl. hafa rannsakað þetta og hafa niðurstöðurnar verið nýttar til að móta alþjóðlega samninga – t.a.m. Parísarsamkomulagið. Töluverð áskorun felst í því að standa við samþykktar skuldbindingar og ná settum markmiðum, t.d., að halda meðalhitahækkun á heimsvísu undir 2°C. Mörg líkön hafa verið útbúin til að rannsaka núverandi aðstæður, kanna hagkvæmni aðgerða og spá fyrir um framtíðina. Niðurstöðurnar hafa verið nýttar til að móta stefnur og ákvarðanir til að ná heimsmarkmiðunum og snúa við neikvæðri þróun í loftslagsmálum.  Í þessari rannsókn var útfært hagræðingarlíkan til að besta marga þætti sem tengjast orkuframleiðslu með mismunandi endurnýjanlegum orkugjöfum. Gögnin voru undirbúin í Python og komu frá Noregi, þ.e., raforkunotkun-, raforkuframleiðslu- og veðurgögn. Líkanið var bestað í GAMS og fundin var lausn sem sýnir að hægt er að framleiða vistvæna raforku sem fullnægir samgöngugeiranum í dag og minnkar losun gróðurhúsaloftegunda í Noregi um 32%. Lausnin byggir á því að sett verði upp 3.5 GW vindtúrbínur á sjó, 4 GW vindtúrbínur á landi og 9 GW sólarrafhlöður. Þessi lausn er risaskref en hún dugar ekki til að ná uppfærðum markmiðum fyrir árið 2030. Næmnigreining sýnir að 20% aukning í eftirspurn eftir flutningum í framtíðinni muni kosta tvisvar sinnum meira ef flutningarnir eiga að vera sjálfbærir. Ofan á þetta sýna niðurstöðurnar að innleiðing eftirspurnarstýringar gæti leitt til 24% lækkunar á heildarkostnaði kerfisins.

Advisors:  Rúnar Unnþórsson, Professor at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland
Marianne Zeyringer, Associate Professor of Energy Systems, University of Oslo
Examiner: Zhao Yuan, Assistant Professor at the Faculty of Electrical and Computer Engineering, University of Iceland

Abstract 
No doubt everyone has heard about the global warming issue as one of the severe threats that humanity is dealing with. Greenhouse gas emissions generated from human activities are a significant contributor to global warming, and scientists, politicians, economists, etc., have studied it. Consequently, international agreements have been shaped, like The Paris Agreement. Now, reaching the agreed goals - keeping the global average temperature rise below 2°C- has become challenging. To examine the policies and decisions toward our global goals, many models have been shaped to study the present situation, observe the feasibility, predict the future as the result of the current actions, and give suggestions to keep us on track to save our planet. In this study, a multi-objective optimization model for hybrid generation from renewable energy sources has been developed. Norwegian power generation, demand, and transportation load, as well as weather data, have been prepared in Python. An optimization model is built and run in GAMS, and as a result, installing 3.5 GW offshore wind power, 4 GW onshore wind power, and 9 GW solar photovoltaic will generate sustainable energy for today’s transportation demand. This giant step will reduce 32% of emission generation in Norway; however, it’s not sufficient for Norway to reach its updated goal for 2030. Furthermore, sensitivity analysis shows that a 20% increase in future transportation demand will double the costs to satisfy the transportation in a sustainable way. On top of this, the results illustrate that implementing demand management could result in a 24% reduction in the total system's cost.

Leiðbeinendur: Morris Riedel og Helmut Neukirchen, báðir prófessorar við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ
Prófdómari: Gabriele Cavallaro, Forschungszentrum Juelich, Juelich Supercomputing Centre,Þýskalandi

Ágrip
Þekking á rakastigi jarðvegs er mikilvæg á mörgum sviðum vísinda og viðskipta. Nákvæmt mat á rakastigi jarðvegs getur gagnast í landbúnaði og hjálpað til við hámörkun uppskeru, ásamt því að veita mikilvægar upplýsingar á sviði dýralífs, vistfræði og lýðheilsu. Í þessari ritgerð var lagt mat á mörg gagnasöfn, forvinnsla framkvæmd á gögnunum og margvísleg gervigreindarlíkön byggð á tauganetum voru þróuð og metin í því að áætla rakastig jarðvegs. Ofurtölvur voru notaðar til að framkvæma val hástika þar sem keyrslur notuðu fjölda miðlægra- (CPU) og grafískra vinnslueininga (GPU) samtímis. HelioPas AI er viðskiptalegur samstarfsaðili í þessu verkefni, sem hefur nú þegar starfhæf gervigreindarlíkön fyrir mat á rakastigi jarðvegs. Markmið verkefnisins var í fyrsta lagi að endurskapa þeirra besta líkan til þessa, svo að þróa ný líkön sem geta mögulega skilað meiri nákvæmni en Random Forest (RF) líkanið sem nú er í notkun. Auk þess var einnig rannsakað hvernig mætti hraða lærdómsferlinu með notkun ofurtölva og finna réttu hástikana fyrir hin ýmsu gervigreindarlíkön. Niðurstöður sýna að ýmis gervigreindarlíkön veita aukna nákvæmni umfram RF líkanið. Þjálfunartími margra þessara líkana er lengri en þegar RF líkanið er þjálfað, en tauganet eru skalanlegri og eru vænlegri til að skila aukinni nákvæmni. Frumkóði verkefnisins keyrir í Jupyter notebook umhverfi sem tryggir samvirkni á milli skýjalausna, þar sem keyra má kóða á ýmsum ofurtölvum með minni háttar breytingum.

Advisors:  Morris Riedel and  Helmut Neukirchen, both Professors at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland
Examiner: Gabriele Cavallaro,Head of Research Group Remote Sensing at Forschungszentrum Juelich, Juelich Supercomputing Centre, Germany

Abstract 
Soil Moisture Content (SMC) is of importance in many scientific and business environments. Accurate SMC estimations can be vital to crop yield and may have important implications for ecology, wildlife, and public health. In this thesis, multiple datasets we analyzed, pre-processing of the data was performed, and multiple Neural Network (NN) models for SMC estimation were developed, modeled, and evaluated. High-Performance Computing (HPC) systems were utilized to perform hyperparameter tuning at scale, running on multiple Central Processing Units (CPUs) and Graphics Processing Units (GPUs) simultaneously. HelioPas AI is the business partner for this project, which already has operational Machine Learning (ML) models for SMC estimation. The goal of the project was to firstly reproduce their current best-performing model, then develop new NN models that have the potential to offer more accuracy than the Random Forest (RF) model currently in use. Apart from that goal, the investigation of the thesis also involved speeding up the learning process using HPC and to find the right hyperparameter setup for different ML models. The results show that various NN models provide increased accuracy over the RF model. The training time of many of these models is however longer than when training the RF model, but the NN models are more scalable for future use with increased accuracy expectations. The thesis code runs in the Jupyter notebook environment which enables interoperability between cloud solutions, allowing code to be run on various HPC systems with minimal changes needed.

Leiðbeinendur: Sigríður G. Suman og Magnús Már Kristjánsson, bæði prófessorar við HÍ
Prófdómari: Gissur Örlygsson, verkefnisstjóri hjá Tæknisetri Íslands

Ágrip
Síaníð myndast í lífefnafræði í mörgum efnahvörfum og þar af leiðandi er það ávallt til staðar í líkamanum í mjög lágum styrk. Aðalútskolunaraðferð líkamans á síaníði er umbreyting þess í þíósíanat. Ensímið sem framkvæmir þessa umbreytingu heitir rhodanasi. Þó lágur styrkur síaníðs í blóði sé ekki álag á starfsemi líkamans þá breytist það ef síaníð styrkurinn hækkar, og leiðir til dauða ef styrkurinn verður of hár. Þar sem margar matjurta tegundir, fræ, og reykur innihalda síaníðmyndandi efni getur ótilætluð eitrun af völdum síaníðs átt sér stað. Síaníð hindrar mörg málmkjarnaensím og þar með talið hemoglóbín og sítokróm c oxidasa (CcO). Hindrun þessara ensíma getur leitt til lífshættulegs ástands líkamans og dauða. Oxoþíómólybdat komplexar, "Mo2O2(μ-S)2(S2)", hvarfast við síaníð þannig að brennisteinn í S22- tenglinum myndast þíósíanat. Komplexarnir 1, 2, 3, og 4 með aminósýrum og dísúlfíð tenglum líkja eftir efnahvarfi rhodanasa ensímsins við síaníð og geta þannig hermt eftir lífefnafræðilegri útskolun síaníðs. Ensímið CcO var einangrað og notað í “in vitro” hindrunar tilraunir með komplexunum og síaníði. Rannsakað var hæfni komplexanna til að koma í veg fyrir síaníð hindrun á ensíminu, og eins hæfni þeirra til að endurræsa ensím virkni eftir síaníð hindrun. Að lokum var rannsakað hvort virkni komplexanna jókst í nærveru þíósúlfats þar sem komplexarnir hvata hvarf þíósúlfats og síaníðs.

Advisors: Sigríður G. Suman and Magnús Már Kristjánsson, both Professors at the University of Iceland
Examiner: Gissur Örlygsson Project Manager at IceTec

Abstract 
Cyanide can be produced by different endogenous metabolisms; therefore human blood contains it in low concentrations. The major route of cyanide detoxification is by its conversion to non-toxic thiocyanate. Rhodanese is the main enzyme responsible for this detoxification process. While low concentrations of toxic cyanide should not be a burden for human organs, complications may occur when cyanide concentrations are increased, furthermore it may increase to lethal concentrations. As many edible plants, seeds and smoke contain cyanide, poisoning can often occur accidentally. Cyanide can inhibit the activity of many metalloenzymes, including hemoglobin and cytochrome c oxidase (CcO). Inhibition of these enzymes can lead to life-threatening conditions. The sulfur donated by oxothiomolybdate, "Mo2O2(μ-S)2(S2)", complexes, reacts with cya- nide, forming non-toxic thiocyanate. Complexes 1, 2, 3 and 4 bearing amino acid and a terminal disulfide ligand, model the reactivity of the rhodanese enzyme and can "mimic" the activity of the endogenous cyanide detoxification pathway. Following the isolation of CcO, "in vitro” studies with complexes and cyanide inhibition were performed. Studies using the complexes as a preventive measure for cyanide inhibition, and also as reactivation agents for the inhibited enzyme were performed. Finally, activity of the complexes as catalytic detoxification agents for the reaction of cyanide and thiosulfate in prevention/reactivation reactions were run.

Leiðbeinendur: Kristín Bjarnadóttir, prófessor emeríta á Menntavísindasviði HÍ  og Rögnvaldur Möller, prófessor við Raunvísindadeild HÍ
Prófdómari: Þorsteinn Vilhjálmsson, prófessor emerítus við Raunvísindastofnun Háskólans

Ágrip
Meginstoð og einskonar ósæð þessarar ritgerðar er athugun á fyrirkomulagi rúmfræðikennslu á Íslandi seinastliðin 150 ár eða svo, frá landshöfðingjatímabili til nálægrar fortíðar. Sú leið er valin að lýsa og bera saman algengar rúmfræðikennslubækur þessa tímabils, svo sem Flatamálsfræði Halldórs Briem, Plangeometri Juliusar Petersens og Geometri -bók Andersens o.fl. Samfara lýsingu á bókunum er lýst ytri og innri áhrifum hverrar bókar. Þannig er sagt frá þjóðháttum og þróun kennslumála á starfstímabili Halldórs Briems, landshöfðingjatímanum; sagt er frá stofnun verkfræðideildar og landsprófi sem afmörkuðu stærðfræðideildir menntaskólanna við lok seinna stríðs. Umræðum sem fram fóru um aldamótin 1900 um rúmfræðikennslu verður útvarpað, þannig er sagt frá Perry-hreyfingunni, Chicago-hreyfingunni og rúmfræðiáherslum sem fram komu hjá Dönum, til að mynda Thyru Eibe og sjónarmiðum Guðmundar Finnbogasonar í Lýðmenntun. Þáttum úr menntasögu þjóðarinnar verður lýst um leið. Loks verður tæpt á áhrifum nýstærðfræðihreyfingarinnar á rúmfræðikennslu á Íslandi upp úr sjöunda áratug síðustu 20. aldar.

Advisors: Kristín Bjarnadóttir, Professor Emerita at the School of Education and Rögnvaldur Möller, Professor at the Faculty of Physical Sciences  
Examiner: Þorsteinn Vilhjálmsson, Professor emeritus at the Science Institute, University of Iceland

Abstract 
"The main pillar of this essay is an observation of the geometry teaching in Iceland the last 150 years or so, from the Landshöfðingi era to the not so distant past. A few prominent books in the geometry curriculum will be described and compared together, namely Flatamálsfræði by Halldór Briem, Plangeometri by Julius Petersen and Geometry by Andersen et al. Alongside the description, influences on the authors and on Icelandic schooling society will be illuminated. Icelandic late 19th century industrialization and development of schools will be recited, but also, the establishment of an Icelandic engineering programme and the landspróf national test which demarcated Icelandic high schools after World War 2. Discussions on mathematics teaching in the turning of the 20th century will be broadcasted, including views brought forth by the Perry movement and the Chicago movement. Danish geometry habits will be mentioned, including Thyra Eibes views on teaching and the geometry vision of notable Icelanders will be listed, concurrently with episodes of Icelandic modern educational history, including transcripts from Guðmundur Finnbogason’s Lýðmenntun. Finally, the influence from the New Math movement on 1960s and 1970s Icelandic geometry education is noted."

Leiðbeinendur:  
Halldór Pálsson, prófessor við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ.
Magnús Þór Jónsson, prófessor við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ.
Andri Arnaldsson, kerfisstjóri hjá Vatnaskil
Jean-Claude C. Berthet. eðlisfræðingur hjá Vatnaskil.
Prófdómari: Gunnar Þór Gunnarsson, sérfræðingur í forðafræðirannsóknum hjá Orkuveitu Reykjavíkur

Ágrip
Berlin jarðhitasvæðið í El Salvador er nýtt til raforkuframleiðslu sem gefur af sér 109.2 MW, sem er 14.75% af heildarframleiðslu landsins. Í þessu verkefni var bygg á núverandi hugmyndalíkani og tölulegt líkan af jarðhitakerfinu þróað, tengt hermunarlíkani fyrir borholur, með verkfærunum TOUGH2 og FLOWELL.  Tilgangurinn er að spá fyrir um hegðun jarðhitakerfisins við mismunandi nýtingarferli.  Líkanið er stillt af út frá jarðfræðiupplýsingum ásamt mælingum úr 30 ára nýtingarsögu, sem innihalda upplýsingar um þrýsti- og vermisbreytingar.  Mat á stikum var framkvæmt með verkfærinu iTOUGH2 og næmnigreining sýndi að lárétt lekt bergs hafði mest áhrif á niðurstöður líkansins.  Notkun hermilíkans fyrir borholur reyndist lykilatriði við að spá fyrir um framtíðarhegðun, þar sem það tekur tillit til mismunandi innflæðis í borholur á mismunandi stöðum, og þannig hægt að meta heppilega staðsetningu nýrra borhola á svæðinu.  Samvæmt mati er mögulegt að viðhalda núverandi orkuframleiðslu á svæðinu næstu 30 ár með því að bæta við u.þ.b. einni borholu á tveggja ára fresti.

Advisors
Halldór Pálsson, Professor at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland
Magnús Þór Jónsson,Professor at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland
Andri Arnaldsson, System Administrator at Vatnaskil
Jean-Claude C. Berthet, Physicist at Vatnaskil
Examiner: Gunnar Þór Gunnarsson, Specialist at Reykjavik Energy

Abstract 
The Berlin Geothermal Field in El Salvador is used for power generation purposes with an installed capacity of 109.2 MW and delivering by 2021, 14.75% of the total energy generation in the country. In this study a numerical model for the geothermal system was developed based on a current conceptual model using a direct coupled reservoir-wellbore modeling approach implemented with the simulators TOUGH2 and FLOWELL. The purpose is to predict the reservoir response to different production scenarios. It is calibrated against formation conditions and 30 years of production data, including pressure drawdown and flowing enthalpy time series. Parameter estimation was carried out through inverse modeling using iTOUGH2 and a sensitivity analysis showed that the horizontal permeability for the main geothermal reservoir and cap-rock rock produce the most impact on the overall calibration of the system. The wellbore simulator was essential during the forecasting stage as it compensates for the mass flow rate yield from each feedzone due to pressure drawdown in the system, allowing to locate future make-up wells properly over time. The production scenarios estimate it is possible to maintain the current power generation for the next 30 years with the proper drilling program of about one make-up well every 2 years.

Leiðbeinendur: Ólafur Pétur Pálsson og Magnús Þór Jónsson, báðir prófessorar við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ
Prófdómari: Ari Ingimundarson, hjá Vaxa Technologies

Ágrip

Með því að sameina spástýringar með skýja arkitektúr opnast nýir möguleikar til þess að stýra kerfum. Í þessari ritgerð var prófuð virkni spástýringar með því að leysa bestunina í skýinu. Ritgerðin fjallar um þrjár mismunandi aðferðir og notar tvö líkön sem dæmi. Fyrsta aðferðin sendir upplýsingar um kerfið upp í skýið, þar sem bestunarvandamálið er leyst og lausnin er send til baka og notað sem stýrimerki, þetta er síðan endurtekið í sífellu. Önnur aðferðin notar erfðaalgrím til að leysa bestunarvandamálið fyrir ólínulegt kerfi, að auki notar aðferðin sveigjanleika skýsins til að leysa vandamálið hraðar. Þriðja aðferðin sendir merki til skýsins en í staðinn fyrir að nota einungis eina lausn notar það fleiri lausnir, sem opnar á möguleikann að nota stýringu með hærri tíðni en svartími skýsins ræður við. Niðurstöður úr prófunum á fyrstu aðferðinni sýndu að hún virkar og þökk sé skýinu var hægt að stjórna 100 kerfum samtímis án skertar virkni, sýnatöku tíðnin þarf aftur á móti að vera 4 Hz eða lægri. Önnur aðferðin sýndi lofandi niðurstöður, en líkanið hentaði ekki aðferðinni og þyrfti því að framkvæma fleiri tilraunir til að fá skýrari niðurstöður. Niðurstöður frá þriðju aðferðinni sýna að það er hægt að hafa sýnatökutíðnina hærri en 4 Hz, en kerfið varð óstöðugra.

Advisors: Ólafur Pétur Pálsson and Magnús Þór Jónsson, both Professors at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland
Examiner: Ari Ingimundarson, Head of Engineering and Operations at Vaxa Technologies

Abstract 
Combining system control with a cloud architecture provide new possibilities in controlling systems by moving the computational load from static servers to a more flexible computational architecture. The research done in this thesis will test the effectiveness of a model predictive control by solving the optimization problem in the cloud. Three different methods are tested using two models. The first setup is a model predictive control setup where each loop sends a signal to a scalable cloud setup. The optimization problem is solved in the cloud, and the solution is the control signal. The second method uses a genetic algorithm to solve the optimization problem for a nonlinear system and uses the scalability of the cloud to solve the problem faster. The third method sends a signal to the cloud but does it every tenth control loop and uses the past result to control the other loops. The first method’s results showed that the method works with little to no degraded performance while controlling 100 systems simultaneously; the sampling frequency needs to be 4 Hz or lower. The second method has promising results, but the example model was not suitable for the test, and it needs further testing. The third method showed that it is possible to have a sampling frequency higher than 4 Hz, but it came at the cost of volatility.

Leiðbeinendur:  Bing Wu, dósent við Umhverfis- og byggingarverkfræðideild HÍ, Sigurður Brynjólfsson, prófessor við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ og Selina Hube, doktorsnemi við Umhverfis- og byggingarverkfræðideild HÍ
Prófdómari: Hlöðver Stefán Þorgeirsson, sérfræðingur fráveitu í nýsköpun og tækniþróun hjá Veitum

Ágrip
Nýting örþörunga hefur notið vinsælda undanfarin ár vegna fjölbreyttra eiginleika þeirra. Þörungarnir innihalda lífafurðir eins og lípíð, prótein og andoxunarefni sem hafa verið notuð til að framleiða t.d. lífeldsneyti og fæðubótarefni. Í ræktunarferlinu þarf að aðskilja örþörungana frá ræktunarlausninni. Algengar aðferðir við aðskilnað eru t.d. notkun skilvindu og flot sem geta verið orkufrek ferli eða krafist notkunar óæskilegra efna. Að öðrum kosti er himnusíun möguleg fyrir aðskilnað örþörunga þar sem hægt er að fínstilla ferlið til að reyna að mæta áskorunum sem gætu komið upp. Þyngdaraflsdrifin himnusíun (GDM) er afar orkulítið ferli en mikil uppsöfnun efna á himnunni er algeng, á meðan þverflæðissíun krefst orkunotkunar en hefur aftur á móti minni uppsöfnun efna. Þessi rannsókn miðar að því að kanna hvaða himnusíunarferli og rekstrarskilyrði eru hagstæð fyrir aðskilnað á Haematococcus pluvialis örþörungum, og hvort síaða vatnið frá GDM- og þverflæðissíun sé nothæft sem áburður til ræktunar á grænmeti. Niðurstöðurnar leiddu í ljós að aðskilnaður með þverflæðissíun var hagstæðari en síun með GDM. Lotubundin þverflæðissíun með 50°C kranavatnsskolun reyndist áhrifaríkust fyrir síun til lengri tíma. Í ljós kom að síaða vatnið hentaði vel sem áburður fyrir plönturæktun með viðbættu nitri. Hins vegar þarf að rannsaka æta hluta grænmetisins frekar vegna þungmálmssöfnunar. Að lokum leiddi kostnaðargreining í ljós að þverflæðissíun er yfirleitt hagstæðari en GDM, sérstaklega fyrir aukið flæði.

Advisors:  Bing Wu, Associate Professor at the Faculty of Civil and Environmental Engineering, Sigurður Brynjólfsson, Professor at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland and Selina Hube, Doctoral Graduate Student at the Faculty of Civil and Environmental Engineering
Examiner: Hlöðver Stefán Þorgeirsson,Waste Water R&D Lead at Veitur

Abstract 
Utilization of microalgae has gained popularity in recent years due to microalgal diverse properties. For example, microalgae-derived bioproducts such as lipids, proteins and antioxidants have been utilized to produce biofuel and food supplements. During the algal culturing process, separation of algal cells from culture solution is required. Common methods for algal separation include centrifugation and flotation which is either energy intensive or chemical intensive. Alternatively, membrane filtration is feasible for microalgal harvesting as this process requires lower energy and less chemicals. Gravity-driven membrane (GDM) filtration is an extremely low energy process but is prone to lower productivity, while crossflow filtration requires relatively higher energy consumption but in turn has higher productivity. This study aims to determine the suitable membrane filtration process and favorable operation conditions for harvesting Haematococcus pluvialis algal cells, and examine the feasibility of utilizing the permeate from GDM and crossflow filtration of algal solution as liquid fertilizer for culturing edible vegetables. The results revealed that intermittent crossflow filtration at 15 min filtration with 5 min clean water (50°C) flushing condition displayed the best performance for long term filtration of algal solutions among the tested membrane processes and operation conditions. The filtrated algal solution was suitable as liquid fertilizer for plant cultivation with additional Nitrogen source. However, the accumulation amount of Hg in the whole vegetable (edible part and root) was beyond the WHO recommendation level. Further analysis of the edible part of the vegetables was thus needed. Finally, cost analysis predicts that crossflow-based filtration for algal harvesting was more feasible than GDM-based filtration, especially for higher treatment capacity.

Leiðbeinandi: Snorri Þorgeir Ingvarsson, prófessor við Raunvísindadeild HÍ
Prófdómari: Sigurður Ingi Erlingsson, prófessor við Háskólann í Reykjavík

Ágrip
Orka er mikilvægt hugtak sem kemur fram bæði í daglegu lífi fólks og í vísindum. Skilningur á hugtakinu verður sífellt mikilvægari í tengslum við umræður um sjálfbærni og loftslagsvána og skiptir þar miklu að komandi kynslóðir skilji varðveislulögmál náttúrunnar. Kennslubækur setja hugtakið fram á ólíka vegu en það eru miklir vankantar á flestum skilgreiningum þess. Algengasta skilgreiningin, að orka sé getan til að framkvæma vinnu, stangast á við lögmál varmafræðinnar en aðrar skilgreiningar eru ýmist of almennar til að hafa merkingu eða ná ekki yfir allar birtingarmyndir orku. Færa má rök fyrir því að það þurfi ekki að setja fram neina eina skilgreiningu á orku í kennslu, heldur leggja áherslu á orkuvarðveislu og lýsa ólíkum orkuformum. Framhaldsskólanemar hafa ólík not af því sem þeir læra í skólanum en það gagnast þeim öllum að hafa góðan skilning á orku í mörgum formum og orkuvarðveislu. Sett er fram möguleg lýsing á kennslu orku og tengdra hugtaka á framhaldsskólastigi þar sem lögð er áhersla á skilning, samvinnu og tilraunir með fjölbreyttri verkefnavinnu og sýnitilraunum þar sem ekkert orkuform er undanskilið.
 

Advisor: Snorri Þorgeir Ingvarsson, Professor at the Faculty of Physical Sciences  
Examiner: Sigurður Ingi Erlingsson, Professor at Reykjavik University

Abstract 
Energy is an important term used both in day-to-day life and in science. Understanding the term is becoming increasingly important in relation to discussions of sustainability and the climate crisis. Furthermore it is important for the next generations to understand the conservation laws of nature. Textbooks in physics use different definitions of the term and many of those are seriously flawed. The most common one defines energy as the ability to do work, but that is not in agreement with the laws of thermodynamics. Others are either too general to have real meaning or they do not cover all forms of energy. It can be argued that there is no need for one concrete definition of energy in teaching, instead emphasising energy conservation and describing different forms of energy. Secondary school students have different uses for the knowledge they get in school but understanding energy in a broad sense is beneficial for all. This thesis describes a possible approach of teaching energy and related terms in secondary schools with emphasis on understanding, cooperation and practical work with varied assignments and classroom experiments, leaving no form of energy for later.
 

Leiðbeinendur: Guðmundur Freyr Úlfarsson, prófessor og deildarforseti Umhverfis- og byggingarverkfræðideildar HÍ og Einar Jónsson, skipulagfræðingur hjá Verkís

Prófdómari: Björn Helgi Barkarson, skrifstofustjóri á skrifstofu sjálfbærni hjá Matvælaráðuneytinu

Ágrip

Innan Stjórnarráðs Íslands hefur verið bent á að það skorti á samhæfingu og samræmingu milli ráðuneyta við mótun stefna og áætlana, sem er viðamikill þáttur í starfsemi þeirra og birtist m.a. í fagstefnum eins og rammaáætlun, landgræðsluáætlun og samgönguáætlun. Til að tryggja skilvirka og samræmda stefnumótun og áætlanagerð um skipulag á landnotkun og nýtingu lands og auðlinda, er nauðsynlegt að horft sé til gildandi skipulagsstefna þegar unnið er að nýrri stefnumótun. Í rannsóknaverkefninu er gerð greining á fagstefnum sem snerta skipulagsgerð og landnotkun beint, gert stöðumat á landupplýsingagögnum og þróuð aðferðafræði til að fá fram á myndrænan hátt, mögulega „árekstra“ milli ólíkra fagstefna um áætlaða notkun (nýting eða vernd) landsvæðis og meta hversu alvarlegir (samræmanlegir) árekstrarnir eru og hversu líklegt er að þeir valdi hagsmunaárekstrum og deilum í samfélaginu. Niðurstöðurnar gefa til kynna að aðferðafræði „árekstragreiningarinnar“ sé gagnleg við stefnumótun. Eins og var markmiðið, fékkst tölfræði yfir fjölda árekstra og aðferðin býður upp á nánari skoðun landsvæða og frekari greiningu. Stöðumatið bendir á hvernig fyrirliggjandi landupplýsingagögn eru notuð og hvar má bæta þau. Einnig er settar fram tillögur að hagnýtum aðgerðum. Með þessari aðferð er vonandi hægt að veita grunn fyrir umræður og upplýsta ákvarðanatöku meðan á stefnumótun stendur og áður en stefnan eða áætlunin er gefin út og kemst til framkvæmdar. Þannig er hægt að koma í veg fyrir árekstra og hugsanleg átök og deilur þegar verið er að gera nýjar stefnur og áætlanir. 

Advisors: Guðmundur Freyr Úlfarsson, Professor and Head of the Faculty of Civil and Environmental Engineering and Einar Jónsson, Urban planner at Verkís

Examiner: Björn Helgi Barkarson, Director General at the Department of Sustainability and Environment, Ministry of Food, Agriculture and Fisheries

Abstract 

It has been pointed out within the Government of Iceland that between ministries, there is a lack of co-ordination and interrelation in the formulation of policies and plans, which is an extensive part of their activities and is reflected in e.g., professional policies such as a master plan, a soil conservation strategy plan, and transportation plans. In order to ensure effective and coordinated policymaking and planning, for the planning of land use and the utilization of land and resources, it is necessary to consider the current planning policy and strategy when working on a new policy. This research project analyzes policy areas directly related to planning and land use, assesses the status of spatial information data and develops a methodology for presenting graphically, potential “collision” between various policy areas on planned use (utilization or protection) of land, and assesses how serious (compatible) the collisions are and how likely they are to cause conflicts of interest and social conflicts. The results of the study indicate that the methodology of “conflict overlay analysis” functions as it should. As was the goal, statistics were obtained on the number of collisions and the method offers a way to closer inspection of the terrain and further analysis. The status assessment indicates where existing spatial data is currently used and how it can be improved. Proposals for practical measures are also suggested. Hopefully this method can provide a basis for discussion and informed decision-making during the planning process, and before the policy or plan is implemented. In this way, collisions and potential conflicts and disputes can be avoided when new policies and plans are being drawn up.

Leiðbeinandi: Friðrik Magnus, vísindamaður við Raunvísindastofnun Háskólans

Prófdómari: Snorri Þorgeir Ingvarsson, prófessor við Raunvísindadeild HÍ

Ágrip
MnxGa melmi hafa marga áhugaverða eiginleika sem mætti hagnýta í spunatækni og síseglum án sjaldgæfra lanþaníða. Þunnar einkristallaðar húðir af MnxGa (1 < x < 3) voru ræktaðar á MgO(001) undirlög til þess að rannsaka tengsl seglunar og kristalbyggingar. Seguleiginleikarnir voru greindir með seglunarmælingum og Hall mælingum. 

Seglun húðanna minnkar með auknu x. Fyrir 1 < x < 2 útskýrist þetta af breytingu frá teningslaga L10 kristalbyggingunni yfir í ferhyrndu D022 bygginguna þar sem auka Mn atómin geta komið í stað Ga atóma í 2a eða 2b sætunum og víxlverka þar andjárnseglandi við Mn atómin í 4d sætunum. Fyrir 2 < x < 3 er breyting frá ferhyrndu D022 byggingunni yfir í óreglulega teningslaga L12 kristalbyggingu þar sem Mn og Ga atóm skiptast á sætum þannig að það séu jafn mörg andjárnseglandi MnI og MnII atóm í grindinni.

Afseglunarsviðið hækkar með auknu x þar til það nær hámarki sem nemur 2.06 T við x = 1.93, eftir það lækkar það með auknu x. Húðirnar sýna hornrétta segulstefnuhneigð, sem minnkar með auknu x, þar sem auðseglandi ásinn er hornrétt á yfirborð húðanna. Húðirnar hafa holur sem meirihlutahleðslubera og þéttleiki hleðsluberanna minnkar með auknu x. Fyrir Mn1.34Ga hækkar sjálfkomni Hall stuðullinn með auknu hitastigi. Eðlisviðnámið ρxx eykst með auknu hitastigi. Afbrigðilega Hall leiðnin σxy(AHE), eftir viðeigandi stöðlun með seglun og hleðsluberaþéttleika, er óháð eðlisleiðninni σxx sem bendir til að eðlislæga Berry fasa gangverkið sé ráðandi valdur afbrigðilegu Hall hrifanna í húðunum en slíku má búast við fyrir hálfeiðandi einkristallaðar húðir.

Advisor:  Friðrik Magnus, Research Scientist at the Science Institute, University of Iceland

Examiner: Snorri Þorgeir Ingvarsson, Professor at the Faculty of Physical Sciences, University of Iceland

Abstract
MnxGa alloys are interesting for a range of applications such as in spintronics and rare-earth free permanent magnets. To study the relationship between the structural and magnetic ordering, MnxGa (1<x<3) thin films were epitaxially grown on MgO(001) substrates by magnetron sputtering and characterized by magnetometry and anomalous Hall measurements.

The film magnetization decreases with increasing x. For 1<x<2 this can be explained by the transition from the cubic L10 structure to the tetragonal D022 structure where the additional Mn atoms can replace Ga atoms at the 2a or 2b sites and couple antiferromagnetically with Mn atoms at the 4d sites. For 2<x<3, there's a transition from the tetragonal D022 structure to the cubic L12 disordered structure where Mn and Ga atoms exchange positions such that there's an equal amount of antiferromagnetically arranged MnI and MnII atoms in the supercell.

The coercivity increases with increasing x before reaching a maximum of 2.06 T for x = 1.93, after which it decreases with increasing x. The films show a perpendicular magnetic anisotropy, which decreases with increasing x, with the easy axis normal to the film plane. Holes are the primary charge carriers in these films, with the carrier concentration decreasing with increasing x. For Mn1.34Ga, the spontaneous Hall coefficient increases with temperature. The longitudinal resistivity ρxx increases with increasing temperature. The anomalous Hall conductivity σxyAHE, when suitably normalized by magnetization and carrier concentration, is independent of the longitudinal conductivity sigmaxx suggesting a primary dependence on an intrinsic (Berry phase) mechanism.

Leiðbeinandi: Ólafur Ögmundarson, lektor við Matvæla- og næringarfræðideild HÍ

Einnig í meistaranefnd: Brynhildur Davíðsdóttir, prófessor í umhverfis- og auðlindafræði við HÍ

Prófdómari: Reynir Smári Atlason, sérfræðingur í sjálfbærni hjá Landsbankanum

Ágrip
Í þesssu verkefni er gerð grein fyrir umhverfisáhrifum, auk þess að skoða umhverfislega hagkvæmni,  fyrirhugaðs vindorkuverkefnis í Vestmannaeyjum. Fyrirhugað vindorkuver er hugsað til að knýja hitaveitu í Vestmannaeyjum. Tilgangur með þessari rannsókn er að veita alhliða skilning á umhverfisáhrifum og efnahagslegum kostnaði sem kemur að vindorkuveri sem þessu. Aðferðafræðin sem notast er við í þessari rannsókn felur í sér lífsferilsgreiningu (LCA) sem og bráðabyrgðaútreikninga kostnaðar raforkunnar (LCOE). Lífsferilsgreiningin er byggð á Enercon E-82 gögnum fyrir vindmillur sem meðal annars innihalda upplýsingar um hönnun, orkugetu og hverflaefni sem notuð eru. Lífsferilsgreiningin er aðal áherslan í þessari rannsókn þar sem „vagga til grafar“ aðferðarfræðinni er beitt til að skilja umhverfisáhrif sem stafa af allri aðfangakeðju vindorkuversins. Gerð er grein fyrir hráefni til framleiðslu, flutninga, framleiðsluna, smíði, reksturs og endalok fyrirhugaðs vindorkuvers. Mikilvægi niðurstaðna úr þessu verkefni er að veita umhverfislega og efnahagslega innsýn í hvað þarf til orkuskipta í Vestmannaeyjum, og niðurstöðurnar væri einnig hægt að nota við aðgerðaráætlun Íslands í loftslagsmálum. Niðurstöður úr LCA greiningunni leiddu í ljós að fyrirhugað vindorkuver hefur minni umhverfisáhrif en núverandi orkusamsetning. Hins vegar sýnir grunn LCOE greiningin að vindorkuverið sé ekki hagkvæmt þar sem kostnaðareining orkunnar er kostnaðarsamari en núverandi íslensk orkusamsetning. Afkastageta og líftími vindorkuversins hefur einna helst áhrif á niðurstöður.

Advisors: Ólafur Ögmundarson, Assistant Professor at the Faculty of Food Science and Nutrition, University of Iceland

Also in the masters committee: Brynhildur Davíðsdóttir, Professor in Environment and Natural Resources

Examiner: Reynir Smári Atlason, Sustainability Specialist at Landsbankinn

Abstract
This paper presents a detailed environmental feasibility and smaller, secondary economic feasibility of a proposed wind farm system used to power district heating in the Westman Islands archipelago. The goal of this research is to gain a comprehensive understanding of the environmental and financial costs of constructing a wind farm in the area. The methodologies used for this study include a preliminary and detailed life cycle assessment (LCA) as well as a minor, supplemental levelized cost of electricity (LCOE). The LCA uses Enercon E-82 wind turbine data regarding design, energy capacity, turbine materials used. The LCA is the primary focus of this thesis study and is a cradle to grave investigation into the environmental consequences of the wind farm's complete supply chain. The projected wind farm's raw material gathering, transportation, manufacturing, building, operation, and end-of-life are all considered in this analysis. The results of the preliminary LCA and supplemental LCOE are significant because they demonstrate the environmental and economic feasibility of a renewable energy transition in the Westman Islands. Furthermore, the results can be used to aid in Iceland’s climate action plan of becoming 100% renewable. Results from the preliminary LCA assessment revealed that a proposed wind farm has lower environmental impact in regards of global warming potential, mineral resource scarcity, and terrestrial acidification compared to the current Icelandic energy mix. The secondary LCOE results show that the proposed wind farm is, however, not economically feasible as the LCOE is more costly than that of the current Icelandic energy mix. Hotspot analysis shows that increases in wind farm capacity factor and lifespan results in decreased environmental impacts and cost. 

Leiðbeinendur: Rajesh Rupakhety, prófessor við Umhverfis- og byggingarverkfræðideild HÍ og Dipendra Gautam 
Prófdómari: Rabindra Adhikari, dósent við Cosmos College of Management and Technology, Nepal

Advisors: Rajesh Rupakhety, Professor at the Faculty of Civil and Environmental and Dipendra Gautam 
Examiner: Rabindra Adhikari, Associate Professor at Cosmos College of Management and Technology, Nepal

Ágrip/Abstract
This thesis focuses on system identification and establishing correlation between building height and vibration period of different reinforced concrete buildings existing in Kathmandu, Nepal. Introduction of different methods for system identification along with some illustration using response from known simple single degree of freedom (SDOF) and multi degree of freedom (MDOF) systems is done. Identification of modal periods of a ten-storey reinforced concrete building (30 meter tall) using finite element software (SAP2000) is done to compare the vibration period obtained from system identification with ambient vibration measurements. The 10-storey building also has shear wall from ground floor to the top floor for additional stiffness. The period of 10-storey building obtained from the finite element method and the theoretical method is used and compared to verify the accuracy and reliability of the theoretical method (N4SID method). After verification of reliability of the theoretical method, the same method has been used for system identification of 35 other reinforced concrete buildings in Nepal. The main parameter used for the comparison of the system property is the height of the buildings. The building taken into consideration in the analysis range from 2.87 meter to 34.44 meter. All the buildings are Reinforced Cement Concrete (RCC) structures with beams and columns as the main load bearing elements. The results show that the first vibration mode of the studied buildings are well correlated to building height.

Leiðbeinandi: Kasper Elm Heintz, nýdoktor við Raunvísindastofnun Háskólans

Einnig í meistaranefnd: Páll Jakobsson, prófessor við Raunvísindadeild

Prófdómari: Gunnlaugur Björnsson, vísindamaður við Raunvísindastofnun Háskólans

Ágrip

Í köldu miðgeimsefni vetrarbrauta, lætur algengasta sameind alheims lítið fyrir sér fara. Án tvípólsvægis reynist vetnisgasi erfitt að örvast undir þeim kringumstæðum sem fyrirfinnast í sameindaskýjum. Þar af leiðandi þarf að treysta á bjartari sporefni, líkt og CO, til að ákvarða magn vetnisgass í vetrarbrautum. Ákvörðun umreiknistuðuls milli CO og H2 magns í grenndinni hefur reynst árangursrík sökum nákvæmra mælinga og nándar, en aðstæður í hinum unga alheimi reynast óskýrar. Hingað til hafa vafasamar framreiknanir sambanda, leidd út í nærumhverfi, yfir heimsfræðilegar fjarlægðir, staðið fyrir bestu tilraunum til að ákvarða umreiknistuðulinn við há rauðvik. Í þessari ritgerð er kynnt aðferð sem byggir á beinum mælingum eðlismassa út frá gleypilínum gleypikerfa.

Í kafla 1 er að finna almenna umfjöllun um gleypikerfi og skilgreiningu umreiknistuðulsins. Í kafla 2 er sýni gammablossa og C i valdra dulstirnis Lyman-alfa gleypikerfa, í rauðviksbili 1.8 < z < 3.9 og þungefnabili −1.6 < [X/H] < 0.5, kynnt til sögunnar. Sýnið er svo leiðrétt af áhrifum ryktæmingar (e. dust depletion) og stærðfræðilíkan umreiknistuðulsins sem byggir á eðlismassa CO og H2 er kynnt. Í kafla 3 er kynnt aðferð við mátun efri greinimarka CO með bestun sennileikafalls og í kafla 4 er umreiknistuðullinn og hlutfall CO og H2 gefin sem föll af þungefnum. Hlutföllin sem hér finnast eru mun minni en það sem hefur fundist með útgeislunarathugunum og þar af leiðandi reynist umreiknistuðullinn mun hærri eða sem nemur heilu tugaþrepi. Í kafla 5 er áræðanleiki mátunarinnar ræddur ásamt öðrum aðferðum við ákvörðun umreiknistuðulsins. Þar á eftir eru eðli og uppruni þungefnahæðis umreiknistuðulsins skoðuð frá bæði fræðilegu og rannsóknarlegu sjónarhorni og niðurstöðurnar bornar saman við niðurstöður annarra.

Í kafla 6 eru niðurstöðurnar teknar saman. Þær eru að magn CO, miðað við H2, reynist almennt minna í deyfðum Lyman-alfa gleypikerfum en það sem fyrirfinnst í nærumhverfi okkar og annars staðar sem notast hefur verið við athugun útgeislunar. Ef þetta reynist ekki vera einskorðað við gleypikerfi eða komið til vegna hlutdrægni sýnisins, þá gefur það í skyn að jónun vegna geim- og röntgengeisla sé hærri í hinum unga alheimi sem bendir til að sambönd sem hafa verið leidd út í nærumhverfi okkar eru ekki viðráðandi við há rauðvik og sýnir fram á yfirburði athugana byggðra á gleypilínum við ákvörðun efnismagns í hinum unga alheimi.

Advisor:  Kasper Elm Heintz, Postdoc at the Science Institute

Also in the Masters Committee: Páll Jakobsson, Professor at the Faculty of Physical Sciences

Examiner: Gunnlaugur Björnsson, Research Scientist at the Science Institute

Abstract

In the cold interstellar medium of galaxies, the universe’s most abundant molecule remains elusive. The homonuclear diatomic nature of molecular hydrogen prompts no dipole moment, merely a quadrupole, ill-excitable under conditions prevalent in cold molecular clouds. Hence, quantifying the abundance of H2 in such environments relies on more luminous proxies, such as CO. Determining the conversion factor between CO and H2 abundances in the local universe has been done robustly by virtue of accurate observations and proximity, while the situation in the early universe remains obscure. Hitherto, precariously extending locally derived relationships over cosmological scales has constituted the best attempts to determine the conversion factor at high redshifts. In this thesis, a direct approach using absorption systems is presented.

In section 1, the general characteristics of absorption systems are discussed, and the conversion factor is defined. In section 2, the sample of gamma-ray burst and C i selected quasar Lyman-alpha absorbers, in the redshift range of 1.8 < z < 3.9 and metallicity range of −1.6 < [X/H] < 0.5, is introduced. After which, the sample is dust-corrected and a mathematical model for determining the conversion factor from CO and H2 column densities is presented. In section 3, a method for fitting the upper limits of the CO column densities by maximizing a likelihood function, is introduced, and in section 4, the observed CO-to-H2 ratios and resulting conversion factors are presented as functions of metallicity. The ratios are found to be much smaller than what has been inferred by emission-based observations, eliciting a conversion factor of an order of magnitude higher than what is generally quoted for solar metallicities.

In section 5, the robustness of the fitting process is discussed, and previously deployed methods for inferring the conversion factor at high redshifts: emission-based CO observations coupled with dust and star formation rates as tracers of H2 abundances, are reviewed. After which, the nature and origin of the conversion factor’s metallicity dependence are discussed from both theoretical and observational perspectives, and the results are compared with those found in the literature.

In section 6, a summary is given, along with conclusions and outlook. The main conclusions are that the abundance of CO, compared to H2, is generally smaller in damped Lyman-alpha absorption systems than what is found in the local universe or elsewhere, as inferred through emission-based observations. If this is found not to be a strict property of absorption systems or caused by a selection bias, it implies that cosmic ray and X-ray ionisation rates are higher in the early universe, establishing that a locally derived conversion factor is not applicable to high redshift galaxies and demonstrating the advantage of using absorption-based observations to directly measure abundances in the early universe.

Leiðbeinendur: Rajesh Rupakhety,prófessor við Umhverfis- og byggingarverkfræðideild HÍ, Símon Ólafsson, forstöðumaður Rannsóknarmiðstöðvar Háskóla Íslands í jarðskjálftaverkfræði og Snæbjörn Kristjánsson, verkfræðingur, Ferill verkfræðistofa

Prófdómari: Said Elias Rahimi, rannsakandi við University of Twente, Hollandi

Advisors: Rajesh Rupakhety, Professor at the Faculty of Civil and Environmental Engineering, Símon Ólafsson, Director at the Earthquake Engineering Research Centre, University of Iceland og Snæbjörn Kristjánsson, Engineer at Ferill

Examiner: Said Elias Rahimi, Researcher at the University of Twente, Netherlands

Ágrip/Abstract
The focus of this thesis is to assess the dynamic characteristics of 21 storey building, Smáratorg, in Reykjavik. The building is known to be sensitive to wind-induced vibrations. Vibration measurements taken from three floors of the building during past earthquakes are used to identify the dynamic properties of the building such as its vibration frequencies and damping ratios. A detailed finite element model of the building is prepared, and the model is updated with dynamic properties obtained from system identification using earthquake-induced vibration measurements. The updated model is verified by simulating its seismic response to ground motion recorded at its basement, and comparing the simulated results with corresponding vibrations recorded at two different floors. The results show that the system identification provides reliable estimates of the dynamic properties of the structure, and that the model adequately simulates recorded seismic response. The updated model is then used to simulated wind-induced response of the building. Using several relevant scenarios of wind forces, floor accelerations of the building are estimated by performing dynamic time history analysis of the finite element model. Simulation results show that floor accelerations during strong winds could exceed comfort limit of the occupants. To reduce wind-induced floor accelerations, a passive tuned mass damper is placed at the top floor of the numerical model of the building. The parameters of the tuned mass damper are optimized to minimize wind-induced vibrations by tuning the damper to the appropriate vibration mode of the building. Wind response of the building with and without tuned mass damper was compared. The results show that the tuned mass damper can significantly reduce both peak and root mean square floor acceleration of the building, and therefore offer potential mitigation measure for the building. The results also show that, tuned mass dampers, while very effective in controlling wind response, are not very effective in reducing seismic response of the building. Nevertheless, installation of tuned mass damper to reduce wind-induced vibration was found not to pose any detrimental effects on the seismic response of the building.

Leiðbeinendur: Óli Páll Geirsson, stjórnandi gagnavísindateymi Lucinity og Helgi Tómasson, prófessor við Hagfræðideild HÍ

Einnig í meistaranefnd: Gunnar Stefánsson, prófessor og Anna Helga Jónsdóttir, dósent, bæði við Raunvísindadeild HÍ

Prófdómari: Hafsteinn Einarsson, lektor við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ.

Ágrip
Vegna sérstakar úrtaksaðferðar random forest gerir algrímin ráð fyrir að gögnin séu einsdreifð og óháð. Þar af leiðandi, eftir minni bestu vitund hefur notkun þess á tímaröðum verið takmörkuð og jafnframt fáar rannsóknir sem liggja fyrir um notkun þess til lausnar fjölþrepa aðhvarfsvanda á fjármálatímaröðum. Algeng fors- enda sem oft er gengin út frá er að logaritmísk mismunaröð fjármálatímaraðar sé einsdreifð og óháð. Jafnframt styður tilgátan um skilvirkni markaða við það að en- ginn eða takmörkuð sjálffylgni ætti að finnast í verði hlutabréfa. Því ætti að vera hægt að nota random forest með notkun beinu aðferðinnar án þess að brjóta ski- lyrðin um einsdreifingu og óhæði. Það er því vert að skoða hvort hægt sé að spá fyrir verði hlutabréfa ef inntakið er logaritmísk mismunaröð tímaraðarinnar. Mark- mið ritgerðinnar er að meta árangur og hagkvæmni þess að nota random forest með beinu aðferðinni, til margra þrepa spá á fjármálatímaröðum hlutabréfamarkaðs Íslands. Jafnframt að bera niðurstöður algrímsins saman við hefðbundinn töl- fræðilíkön. Beina aðferðinn felur í sér að búa til einstakt líkan fyrir hvert skref sem spáð er fram í tíman. Líkönin eru þjálfuð sjálfstætt á sömu þjálfunargögnum og að lokum er spá hvers líkans sameinað til að búa til fjölþrepaspá. Til þess ná ofangreindum markmiðum er algríminum ásamt hefðbudnum samanburðarmódelum beitt á raun gögn úr íslenskum hutabréfamarkaði. Random forest skilaði lægri gildi frammistöðumetla RMSE og MAPE samanborið við ýmsar útfærslur af ARIMA á þremur af fimm hlutabréfum sem tekinn voru fyrir. Engin endanleg ályktun er hægt að draga í þágu hvorrar nálganna. Það má rekja til takmarkaðs fjölda tímaraða sem teknar voru fyrir. Jafnframt er ekki hægt að útiloka að betri árangur random forest eigi rætur að rekja til beinu aðferðinnar. Engu að síður gæti einstaklingur með tak- markaða þekkingu um skilvirkni markaða búist við því að fá svipaðar niðurstöður ef hann notast við random forest samanborið við hefðbundnar tölfræðiaðferðir eins og ARIMA.

Advisors:  Óli Páll Geirsson, VP of Data Science at Lucinity and Helgi Tómasson, Professor at the Faculty of Economics, University of Iceland

Also in the masters committee: Gunnar Stefánsson, Professor and Anna Helga Jónsdóttir, Associate Professor at the Faculty of Physical Sciences, University of Iceland

Examiner: Hafsteinn Einarsson, Assistant Professor at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland

Abstract
Since random forest relies on data being independent and identically distributed (IID), it has largely been ignored in time series literature. To the best of my knowl- edge, limited research has been conducted using random forest for multi-step finan- cial time series forecasting. If the efficient market hypothesis is true and the log returns of financial assets are IID, one should be able to use random forest to fore- cast log returns before converting them back to prices, without violating the base assumption of random forest that the data generation process is IID. This thesis aims to assess the performance and practicality of employing random forest for multi- step forecasting on financial time series using the direct strategy and to compare the results to conventional statistical models. The direct strategy involves creating a unique model for each prediction horizon. The models are trained independently on the same training data, and the predictions from each model are combined to produce a multi-step forecast. The performance of random forest and traditional statistical models were evaluated on actual stock price. The results showed that random forest provided a more accurate prediction on three of the five stocks eval- uated, based on the RMSE and MAPE scores. Due to the limited number of time series examined, no definitive conclusion can be drawn in favor of either method. In addition, it cannot be ruled out that the performance of random forest may be attributed to the direct strategy itself, but not necessarily the algorithm. It should be noted, however, that a person with no prior knowledge of market efficiency or the underlying data generation process may expect to get similar results to traditional time series models when using random forest combined with the direct strategy.

Leiðbeinendur: Jens G. Hjörleifsson, lektor við Raunvísindadeild og Sigurbjörg Rútardóttir, Alvotec

Prófdómari: Páll Þór Ingvarsson, lektor við Lyfjafræðideild HÍ

Ágrip

Rekstur líflyfjaframleiðslufyrirtækja fellst í mikilli gagnageymslu á upplýsingum og þekkingu sem er ein mikilvægasta eign fyrirtækis in þess geira. Það er mikilvægt að vera upplýstur og þekkja feril vel, þegar taka á ákvarðanir um breytingar í framleiðsluferli. Þessvegna er mikilvægt að allar upplýsingar séu aðgengilegar og ekki einangraðar frá öðrum upplýsingum innan fyrirtæksins milli mismunandi deilda. „Quality by Design“ (QbD) er hugtak sem byggir á því markmiði að byggja gæði inn í framleidda vöru frá byrjun þróunar. Það tryggir ekki sjálfkrafa gæði vara að margprófa gæði þeirra heldur þarf að hanna gæði inn í þróun og framleiðslu á vörunni frá byrjun. Markmið verkefnis var að skilja hvernig upplýsingumgögnum var skipulagt innan samheitalyfja-framleiðslufyrirtækis, einnig að skilja núverandi leiðbeiningar um áhættu- og skjala-skipulag, með það að markmiði að greina ávinning þess að innleiða hugbúnað eins og QbDVision inn í þróunardeildum. Það var gert með því að innleiða þekkingu og upplýsingar frá einni tiltekinni vöru sem var nú þegar í framleiðslu, inn í QbDVision og meta hvernig núverandi kerfi er hjá fyrirtækinu í að geyma, skipuleggja og stjórna þróunar upplýsingum fyrir þessa tiltekna vöru. Borin voru saman núverandi kerfi og kerfið í QbDVision og metið hvort kerfið væri gagnlegt fyrir þróunardeildir hjá samheitalyfja-framleiðslufyrirtækinu. Þetta verkefni sýndi fram á ávinning þess að nota QbDVision, sem er hugbúnaður sem byggist á QbD. Í fyrsta lagi sýndi hann fækkun á dreifni upplýsinga milli deilda, einnig sýndi hann fram á betrumbættan sýnileika á bæði framleiðsluferlum innan fyrirtækis og yfirlitum á öllum áhættuþáttum ferla og breyta fyrir framleiðslu á vörunni.  

Advisors: Jens G. Hjörleifsson, Assistant Professor at the Faculty of Physical Sciences and Sigurbjörg Rútardóttir, Department of Process Technology & Innovation, Alvotech

Examiner: Páll Þór Ingvarsson, Assistant Professor at the Faculty  of Pharmaceutical Sciences, University of Iceland

Abstract

The biopharma industry is information and knowledge heavy and the individual and collective knowledge are amongst the biggest asset of the company. In development of a biological product the information and knowledge play a central role when decisions are made on updates or changes to the process. It is therefore vital that information is available and not isolated from the rest of the organisation within different departments. Quality by Design (QbD) is the concept of building quality into a product from the start. Multiple testing does not automatically improve quality for products but quality must be designed into the product from the start. The focus of this study was to establish an understanding of current state knowledge management within a biosimilar company and understanding the current guidance on risk and document management, with the goal to identify the benefits of using a knowledge management system (QbDVision), designed for the industry within development departments. This was performed by importing data/knowledge from selected product, already in development process within the company, into QbDVision software. An assessment was made on management, in the current system used within the company, of storage, structure and management of development information for this specific product. The current system was compared to the system QbDVision and evaluation made of this systems benefits for use within the development departments of the biosimilar industry. This thesis displays benefits of using QbDVision, a QbD principle-based software system for knowledge management. There were several findings, first and foremost is the breaking of silos between departments, secondly, the improvement of visualisation of process flows within the company and the overview of risk for every process and parameter related to the product.

Leiðbeinendur: Rögnvaldur Jóhann Sæmundsson og Tómas Philip Rúnarsson, báðir prófessorar við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ og Erna Sif Arnardóttir, lektor við Háskólann í Reykjavík

Prófdómari: María Óskarsdóttir, lektor við Háskólann í Reykjavík

Advisors: Rögnvaldur Jóhann Sæmundsson and Tómas Philip Rúnarsson, both Professors at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science at the University of Iceland, and Erna Sif Arnardóttir, Assistant Professor at Reykjavík University

Examiner: María Óskarsdóttir, Assistant Professor at Reykjavík University

Ágrip / Abstract
Study Objectives: Upper airway resistance during sleep has been shown to cause daytime fatigue. Esophageal pressure measurement is the gold standard for measuring upper airway resistance. The literature documents breath-by-breath changes in resistance. Inconsistencies abound, however, between scoring rules for identifying which changes are considered pathologic and labeled increased upper airway resistance events. Individual scoring rules are underspecified. The prevalence of the events varies between surveys from being rare to being more common than apneas and hypopneas combined. The choice of hypopnea definition cannot explain the variability. The aim of this study was to quantify how reliably increased upper airway resistance events can be scored.
Methods: Fifteen different scoring rules were employed for scoring increased upper airway resistance events in 26 polysomnograms, irrespective of cortical arousal. Event frequencies and second-by-second agreement were tabulated. Two scoring rules were scored visually by professional somnologists. The others were scored programmatically.
Results: Depending on the scoring rule employed, the hourly event rate varied from 0.18/h to 103/h. The ranking of polysomnograms by event frequency differed depending on the scoring rule employed, not least depending on whether events were required to start with lower than baseline pressures. The mean Kendall’s τ was 25%; a low, but positive, correlation between scoring rules.
Conclusions: The inconsistency between scoring rules, and interpretations thereof, was very high. Increased upper airway resistance events cannot be reliably scored without a robust standard scoring rule. It remains to be studied which scoring rules, if any, correlate with arousals, daytime sleepiness, hypotension, or hypertension.

Leiðbeinendur: Rögnvaldur Jóhann Sæmundsson og Guðmundur Valur Oddsson, báðir prófessorar við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ
Prófdómari: Marina Candi, prófessor við Háskólann í Reykjavík

Ágrip
Samspil nýsköpunar og tækniþróunar hefur lengi verið í deiglunni en undanfarna áratugi hafa hermilíkön verið notuð til að rannsaka samspilið. Tilgangur þessarar rannsóknar var að dýpka skilning á rannsóknarsviðinu og taka saman hvaða stefnur og straumar hafa einkennt það. Greindir voru áhrifaþættir innan samspilsins. Markmiðið með þessari rannsókn var að draga saman og taka stöðuna á þekkingunni sem hefur skapast, með eftirfarandi rannsóknarspurningu að leiðarljósi: „Hvernig hafa hermilíkön varpað ljósi á samspil tækniþróunar og nýsköpunar?“ Það var gert með því að framkvæma kerfisbundna fræðilega samantekt með aðferðafræði Kitchenham (2004) og viðmiðum Kitchenham og Charters (2007). Alls 30 frumrannsóknir enduðu í lokaúrtaki greina fyrir rannsóknina. Þær voru greindar til hlítar og niðurstöður teknar saman og settar fram. Helstu niðurstöður benda til þess að fáir áhrifaþættir hafi verið í brennidepli innan rannsóknarsviðsins – á meðan aðrir þættir, ekki síður mikilvægir, hafi fengið minni athygli. Draga má þær ályktanir af niðurstöðunum að notkun hermilíkana á samspili nýsköpunar og tækniþróunar hafi einfaldlega hvorki náð almennilegri fótfestu né haft tilætluð áhrif.

________________________________________
Advisors: Rögnvaldur Jóhann Sæmundsson and Guðmundur Valur Oddsson, both Professors at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science at the University of Iceland
Examiner: Marina Candi, Professor at Reykjavik University

Abstract
The interaction between innovation and technological change has been frequently discussed and researched for quite some time, but for the past few decades, simulation models have been used to study the relationship. The purpose of this research was to develop a deeper understanding and gain insight into the general direction of the research field, by identifying influential factors within the interaction between innovation and technological change and summarizing the findings. The objective of this work was to summarize the literature, guided by the question, “How have simulation models shed light on the interaction between technological change and innovation?” That was carried out by performing a systematic literature review following the methodology by Kitchenham (2004) and guidelines by Kitchenham & Charters (2007). In total 30 primary studies were identified. After analyzing the results in detail, the conclusions were summarized and presented. Main findings point towards that few factors have been the focus of study throughout the years – with other important factors that affect the interaction gaining less interest. It is concluded that the evolutionary methods using simulation models to study the interaction between innovation and technological change were not widely adopted and did not have the intended impact.

Leiðbeinandi: Guðmundur Valur Oddsson, prófessor við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ

Einnig í meistaranefnd: Rúnar Unnþórsson, prófessor við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ  

Prófdómari: Ari Jónasson, verkfræðingur hjá Rio Tinto

Ágrip

"Viðfangsefni verkefnisins var að greina núverandi ferli verktökueininga á móttökusvæðum í Marel á Íslandi. Markmið verkefnisins var að niðurstöður þess myndu gagnast Marel við mat á næstu skrefum við endurskipulagningu á framtíðarskipulagi á móttökusvæðunum. Móttökusvæði verktökueininga eru í vöruhúsi og tveimur framleiðsluálmum og flutningabílstjóri sem starfar fyrir Marel sér um að koma þeim á rétt svæði. Kerfisbundin aðferð sem byggir á SLP aðferðinni var notuð til hönnunar á aðstöðunni og við útfærslu á tillögum að framtíðarskipulagi. Í upphafi var tilgangur skilgreindur og markmið og skorður verkefnisins sett fram. Notast var við BPMN staðalinn til að kortleggja heildarferlið og fá þekkingu á ferlum innandyra og flutningabílstjóra sem og flæði verktökueininga. Til að ná utan um magn verktökueininga sem koma inn á móttökusvæðin var gögnum safnað til að fá yfirsýn yfir heildarmagn og á hvaða svæði verktökueiningar fara. Einnig voru gerðar tímamælingar til þess að finna tímann sem það tekur að fara frá móttökusvæðum að framleiðslusellum. Aðstöðunni var skipt upp í einingar út frá núverandi aðstöðu. Framtíðaraðstaðan gerir ekki ráð fyrir að einingum sé hliðrað til, aðeins breyting á staðsetningu móttökusvæða. Tengslatafla var útfærð og tengslamynd teiknuð til að fá yfirsýn yfir svæðið sem notað var til að útbúa tillögur að framtíðaraðstöðu. Tillögurnar voru metnar út frá vandamálum sem komu upp í viðtölum við starfsmenn, tímamælingum, magni sem kemur á móttökusvæðin og plássþörf. Að lokum var tillagan sem fékk lægstu einkunn valin. Niðurstöður þessa verkefnis sýna að með aðferðum iðnaðarverkfræðinnar má bæta aðstöðu móttökusvæða Marel. Afurð verkefnisins er hugmynd að forhönnun á bættu móttökusvæði Marel sem hægt er að styðjast við í framtíðarverkefnum fyrirtækisins."

Advisor: Guðmundur Valur Oddsson, Professor at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland

Also in the masters committee: Rúnar Unnþórsson, Professor at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland

Examiner: Ari Jónasson, Engineer at Rio Tinto

Abstract

"The subject of the project was to analyze the current process of contractor units in reception areas at Marel, Iceland. The aim was to get a result that would benefit Marel in assessing the next steps in restructuring the planning of the reception areas in the future. The reception of contractor units are in a warehouse and two production wings, and a driver who has a resposibility to deliver them to the right area. A systematic layout planning method (SLP) was used to design the facility and implement proposals for future planning. Initially, the purpose, aim and limitations of the project were set out. The BPMN standard was used to map the overall process and gain knowledge of the processes inside of Marel and the drivers, as well as the process of contractor units. To monitor the number of contractor units entering the receiving area, data were collected to get an overview of the total quantity and in which area the contractor units are delivered. Time measurements were also made to find the time it takes to go from reception areas to production cells. The facility was divided into units, based on current facilities, but the future facilities does not expect that units will be relocated, only a changes in the location of the receiving areas. To get an overview of the area an activity relationship chart was developed and a relationship diagram was drawn and that was used to prepare suggestions for future facilities. The proposals were evaluated on the basis of problems that arose in interviews with employees, time measurements, the amount that arrives at the receiving areas and the space requirements. Finally, the proposal with the lowest score was selected. The results of this project show that with the methods of industrial engineering, the facilities of Marel’s receiving areas can be improved. The product of the project is an idea for the pre-design of an improved Marel reception area that can be used in the company’s future projects."