Przejdź do treści

Publikacje

Wartość? 200 punktów

Publikacje to nieodłączna część pracy naukowców. To publikacje opisują i podsumowują dorobek badawczy, często wielomiesięczny albo nawet wieloletni wysiłek, budują pozycję naukowców i całych zespołów. Są także elementem ewaluacji – oceny konkretów osób, a co za tym udzie – całych dyscyplin.

Na poniższej liście prezentujemy najwyżej punktowane publikacje (czyli takie za 200 punktów), w które wkład mieli naukowcy z Politechniki Warszawskiej. Wykaz obejmuje dane od początku 2023 roku.

SAeUron: Interpretable Concept Unlearning in Diffusion Models with Sparse Autoencoders

Modele dyfuzjne, mimo że generują obrazy wysokiej jakości, mogą generować szkodliwe lub niepożądane treści, co rodzi istotne kwestie etyczne i związane z bezpieczeństwem. Ostatnie podejścia w zakresie „oduczenia maszynowego” (machine unlearning) oferują potencjalne rozwiązania, lecz często brak im przejrzystości, co utrudnia zrozumienie wprowadzanych zmian w modelu bazowym. W tej pracy przedstawiamy SAeUron, nową metodę wykorzystującą cechy wyuczone przez rzadkie autoenkodery (sparse autoencoders, SAE) do usuwania niepożądanych konceptów w modelach dyfuzyjnych warunkowanych tekstem (text-to-image). Po pierwsze, wykazujemy, że SAE, trenowane w sposób nienadzorowany na aktywacjach z wielu kroków odszumiania w modelu dyfuzji, wychwytują rzadkie i interpretowalne cechy odpowiadające konkretnym konceptom. Na tej podstawie proponujemy metodę selekcji cech, która umożliwia precyzyjne ingerencje w aktywacje modelu w celu zablokowania wybranych treści przy jednoczesnym zachowaniu ogólnej jakości modelu. Ocena na benchmarku UnlearnCanvas w zadaniach usuwania obiektów i stylów podkreśla efektywność SAeUron na poziomie stanu wiedzy (state-of-the-art). Ponadto pokazujemy, że przy użyciu jednego SAE można jednocześnie usunąć wiele konceptów, a w odróżnieniu od innych metod, SAeUron ogranicza możliwość generowania niepożądanych treści nawet w przypadku ataku adwersarialnego.

Materiał konferencyjny:

Proceedings of the 42nd International Conference on Machine Learning, Proceedings of Machine Learning Research, vol. 267

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Bartosz Cywiński, Kamil Deja

Performance of molten carbonate fuel cell cathode with layered structure and controlled pore size distribution

W artykule przedstawiono ocenę parametrów pracy nowatorskiej, warstwowej katody do węglanowych ogniw paliwowych (MCFC), zaprojektowanej w celu poprawy właściwości elektrochemicznych oraz trwałości mechanicznej. Katody wytwarzano z wodnych zawiesin NiO z dodatkiem środków porotwórczych, a następnie spiekano w temperaturze 650°C. Do charakterystyki zastosowano skaningową mikroskopię elektronową, dyfrakcję promieniowania rentgenowskiego oraz mikrotomografię komputerową w celu analizy mikrostruktury i porowatości. Właściwości elektrochemiczne otrzymanno w oparciu o badania pojedynczych ogniw w standardowych warunkach pracy, tj. z wykorzystaniem wodoru jako paliwa oraz mieszaniny CO₂/powietrze jako utleniacza. Katoda zbudowana jest na bazie pianki niklowej o porowatości ok. 68%, standardowa katoda posiada porowatość na poziomi 52%. Uzyskano gęstość mocy 160 mW/cm², co stanowi wzrost o 17% w stosunku do katody standardowej. Wyniki wskazują, że połączenie zoptymalizowanej architektury porowatej z konstrukcją warstwową istotnie zmniejsza opory elektrody. Nowa katoda oparta na piance niklowej, dzięki dostosowanej strukturze porów, zwiększa moc wyjściową oraz trwałość w porównaniu ze standardowymi rozwiązaniami. Zwiększona porowatość sprzyja dyfuzji gazów, natomiast pianka niklowa wzmacnia konstrukcję i ogranicza uszkodzenia podczas montażu. Zastosowanie komercyjnie dostępnych materiałów dodatkowo obniża koszty produkcji, co czyni tę koncepcję obiecującą w kontekście skalowalnych zastosowań MCFC.

Artykuł:

Energy Conversion and Management

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Arkadiusz Szczęśniak, Jarosław Milewski, Pavel Shuhayeu, Aliaksandr Martsinchyk, Karol Ćwieka, Janusz Rębiś

First Differential Measurement of the Single 𝜋+ Production Cross Section in Neutrino Neutral-Current Scattering

Od pierwszej obserwacji w latach 70, produkcja pojedynczego dodatniego pionu wywołana przez neutrina w kanale neutralnym (NC 1π⁺) pozostaje trudnym do zbadania i słabo poznanym procesem. Proces ten stanowi istotne tło w eksperymentach oscylacji neutrin, a dalsze jego badanie jest kluczowe dla programu fizycznego nowej generacji akceleratorowych eksperymentów długobazowych. W niniejszym artykule przedstawiamy pierwsze pomiary podwójnie różniczkowych przekrojów czynnych dla interakcji NC 1π⁺, wykorzystując dane z detektora ND280 w eksperymencie T2K z wiązką ν. Zmierzony przekrój czynny zintegrowany, uśredniony po spektrum wiązki neutrin, wynosi σ = (6,07 ± 1,22) × 10⁻⁴¹ cm²/nukleon. Porównujemy wyniki uzyskane na celu węglowodorowym z predykcjami kilku generatorów oddziaływań neutrinowych oraz modeli oddziaływań w stanie końcowym (FSI). Chociaż przewidywania modeli zgadzają się z wynikami przekrojów różniczkowych, dane wykazują niewielką preferencję dla normalizacji przekroju czynnego około 30% wyższej niż przewiduje większość analizowanych modeli.

Artykuł:

Physical Review Letters

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Krzysztof Dygnarowicz, Robert Kurjata, Andrzej Rychter, Marcin Ziembicki

First Measurement of the Electron-Neutrino Charged-Current Pion Production Cross Section on Carbon with the T2K Near Detector

Współpraca T2K przedstawia pierwszy pomiar produkcji pionów w oddziaływaniach elektronowych neutrin prądu naładowanego na tarczy zdominowanej przez węgiel, przeprowadzony w ograniczonej przestrzeni kinematycznej. Analizę wykonano z wykorzystaniem danych z detektora bliskiego ND280, ustawionego pod kątem 2,5° względem osi wiązki (tzw. konfiguracja off-axis). Wyznaczono przekroje czynne różniczkowe względem kinematyki wychodzącego elektronu i pionu, a także całkowity przekrój czynny zintegrowany po strumieniu neutrin. Przedstawiono porównanie zmierzonych wartości z przewidywaniami modeli teoretycznych zaimplementowanych w generatorach zdarzeń Monte Carlo: Neut, GENIE oraz NuWro. Zmierzony całkowity przekrój czynny zintegrowany po strumieniu wynosi 2,52 ± 0,52(stat) ± 0,30(syst) × 10⁻³⁹ cm²/nukleon, co jest niższą wartością niż przewidywane przez generatory zdarzeń.

Artykuł:

Physical Review Letters

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Krzysztof Dygnarowicz, Robert Kurjata, Andrzej Rychter, Marcin Ziembicki

Joint neutrino oscillation analysis from the T2K and NOvA experiments

Odkrycie, że neutrina posiadają masę i mogą zmieniać swój typ (zapach) podczas poruszania się — proces zwany oscylacjami neutrin — otworzyło szereg istotnych pytań teoretycznych i eksperymentalnych, które są aktywnie badane. Oscylacje neutrin pozostają najskuteczniejszym narzędziem eksperymentalnym do analizowania wielu z tych zagadnień, w tym sprawdzenia, czy neutrina łamią symetrię ładunek–parzystość (CP), co może mieć związek z niewyjaśnioną przewagą materii nad antymaterią we Wszechświecie. Pomiar oscylacji pozwala również badać różnice kwadratów mas pomiędzy różnymi stanami masowymi neutrin (Δm²), określić, czy występują dwa lekkie stany i jeden cięższy (normalne uporządkowanie) lub odwrotnie (odwrócone uporządkowanie), a także zbadać strukturę mas neutrin i mieszania typów neutrin. W niniejszej pracy przeprowadzamy pierwszą wspólną analizę danych z eksperymentów NOvA i T2K, dwóch obecnie działających długobazowych eksperymentów oscylacji neutrin (z dystansami setek kilometrów), wykorzystując komplementarny charakter ich układów eksperymentalnych i ustanawiając nowe ograniczenia dla kilku parametrów sektora neutrinowego. Analiza ta pozwala precyzyjnie określić różnicę mas Δm²₃₂, znajdując 2,43₋0,03⁺0,04 × 10⁻³ eV² dla normalnego uporządkowania i −2,48₋0,04⁺0,03 × 10⁻³ eV² dla odwróconego uporządkowania, a także przedział 3σ dla δ_CP wynoszący [−1,38π, 0,30π] w normalnym uporządkowaniu oraz [−0,92π, −0,04π] w odwróconym. Dane nie wykazują wyraźnej preferencji dla żadnego z uporządkowań masy, jednak istotne jest, że przy założeniu odwróconego uporządkowania w ramach modelu trzech typów, nasze wyniki dostarczają dowodów na złamanie symetrii CP w sektorze leptonowym.

Artykuł:

Nature

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Krzysztof Dygnarowicz, Robert Kurjata, Andrzej Rychter, Marcin Ziembicki

Active Voltage Balancing of Series-connected SiC MOSFETs Enabling Safe Operation under Various Turn-off of MV SRDAB Conditions

W niniejszym artykule przedstawiono ocenę skuteczności metody aktywnego równoważenia napięć przy szeregowo połączonych tranzystorach SiC MOSFET zastosowanych w średnionapięciowym, dwukierunkowym, przekształtniku rezonansowym typu Dual Active Bridge (ang. SRDAB), przeznaczonym do współpracy z bateryjnym magazynem energii (ang. BES). Jak wykazano w badaniach symulacyjnych, podczas standardowego ładowania i rozładowania BES napięcie baterii ulega zmianom, co wymusza różne warunki wyłączania szeregowo połączonych tranzystorów SiC MOSFET w układzie SRDAB — prąd przełączania może być dodatni (twarde wyłączanie), zbliżony do 0 A (wyłączanie przy zerowym prądzie, ang. ZCS) lub ujemny (wyłączanie przy zerowym napięciu, ang. ZVS). W celu zapewnienia skutecznej metody równoważenia napięć przeprowadzono kompleksową analizę wszystkich wymienionych przypadków wyłączania, wskazując główne źródła nierównomiernego rozkładu napięć. Aby uzyskać wyrównywanie napięć pomiędzy szeregowo połączonymi tranzystorami w szerokim zakresie pracy, zaproponowano połączenie techniki aktywnego opóźniania sygnałów bramkowych z niewielkimi, zewnętrznymi kondensatorami SMD. Przedstawiono również prostą i skuteczną metodę doboru wartości tychże kondensatorów. Ostatecznie skuteczność zaproponowanej metody równoważenia napięć przy szeregowym połączeniu tranzystorów SiC MOSFET została pomyślnie zweryfikowana na prototypie przekształtnika SRDAB o mocy 10 kW — zapewniono równomierny rozkład napięć na szeregowo połączonych tranzystorach, a dodatkowe straty mocy wprowadzone przez układ wyrównujący napięcia okazały się pomijalne.

Artykuł:

IEEE Transactions on Power Electronics

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Przemysław Trochimiuk, Rafał Miśkiewicz, Shirin Askari Abolverdi, Jacek Rąbkowski

Molecular response of Daphnia magna exposed to disinfected effluents

Nasilający się deficyt zasobów wodnych w skali globalnej wymusza rozwój efektywnych i bezpiecznych rozwiązań w zakresie gospodarowania wodą, w tym ponownego wykorzystania oczyszczonych ścieków. Jednym z kluczowych etapów przygotowania ścieków do ponownego użycia jest dezynfekcja, której celem jest skuteczna inaktywacja mikroorganizmów patogennych. Proces ten, choć niezbędny z punktu widzenia bezpieczeństwa sanitarnego, może jednocześnie prowadzić do powstawania ubocznych produktów dezynfekcji o potencjalnym działaniu toksycznym. 

W niniejszej pracy oceniono odpowiedź molekularną skorupiaków Daphnia magna na działanie komunalnych ścieków oczyszczonych: bez etapu dezynfekcji oraz po dezynfekcji ozonem (O₃) i kwasem nadoctowym (PAA). Badania przeprowadzono w warunkach narażenia ostrego (48 h) oraz chronicznego (21 dni). Poziom ekspresji genów związanych z odpowiedzią na stres oksydacyjny - katalazy, dehydrogenazy oraz transferazy S-glutationowej - oznaczano metodą ilościowej reakcji PCR w czasie rzeczywistym (qPCR), stosując 18S rRNA jako gen referencyjny. W warunkach narażenia ostrego bioindykatorów zarówno ścieki niedezynfekowane, jak i dezynfekowane PAA indukowały istotny wzrost ekspresji katalazy (4–5-krotny) oraz transferazy S-glutationowej (3–5-krotny). W przypadku ścieków ozonowanych obserwowano wyraźnie słabszą odpowiedź transkrypcyjną (1,9–2,7-krotny wzrost). Po 21 dniach narażenie na ścieki przed dezynfekcją oraz po ozonowaniu skutkowało obniżeniem ekspresji wszystkich analizowanych genów (do 3-krotnego spadku), co może wskazywać na wyczerpywanie mechanizmów obrony antyoksydacyjnej w warunkach utrzymującego się stresu oksydacyjnego. Odmienny profil odpowiedzi stwierdzono w wariancie z dezynfekcją PAA – u narażonych bioindykatorów utrzymywała się podwyższona ekspresja transferazy S-glutationowej (1,1-krotnie) oraz dehydrogenazy (2,0-krotnie), przy braku istotnych zmian w poziomie katalazy, co sugeruje aktywację mechanizmów detoksykacyjnych i adaptacyjnych. Analiza chemiczna z wykorzystaniem techniki HPLC-ESI-MS/MS wykazała obecność zróżnicowanych ubocznych produktów dezynfekcji, wśród których dominowały kwasy karboksylowe, m.in. kwas trikarballylowy oraz kwas adypinowy. Proces ozonowania prowadził do powstawania bardziej złożonych struktur chemicznych niż dezynfekcja PAA. Zidentyfikowano zarówno związki wcześniej opisywane w literaturze, jak i nowe produkty uboczne powstające w wyniku działania obu czynników dezynfekcyjnych.

Uzyskane wyniki wskazują na konieczność dalszej optymalizacji procesów dezynfekcji ścieków w kontekście równoważenia skuteczności eliminacji zagrożeń mikrobiologicznych z minimalizacją ryzyka ekologicznego. Praca dostarcza również istotnych informacji na temat molekularnych mechanizmów toksyczności oraz środowiskowych konsekwencji obecności ubocznych produktów dezynfekcji.

Artykuł:

Science of the Total Environment

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Monika Załęska-Radziwiłł, Katarzyna Anna Affek, Marta Kucharska, Karolina Drężek, Katarzyna Lech, Nina Doskocz

Joint Beam Steering and Direct Antenna Multimodulation Using Time-Modulated Arrays

W niniejszym artykule przedstawiono innowacyjne rozwiązanie bezprzewodowego modułu nadawczego ze sterowaną wiązką, w którym modulacja fali nośnej sygnałem informacyjnym zachodzi bezpośrednio w szyku antenowym. Zastosowanie koncepcji szyku antenowego z modulacją czasową pozwoliło na jednoczesną realizację dwóch funkcji — sterowania wiązką oraz generowania wielowartościowych modulacji cyfrowych — bez konieczności stosowania energochłonnych komponentów, takich jak przetworniki analogowo-cyfrowe, mieszacze kwadraturowe czy przesuwniki fazy. Potencjalne zastosowania obejmują urządzenia wymagające energooszczędnej platformy sprzętowej o zwiększonej odporności na zakłócenia (jak na przykład systemy Internetu Rzeczy). Wyniki badań eksperymentalnych prototypowego modułu nadawczego potwierdziły możliwość generacji dowolnej modulacji kwadraturowej bezpośrednio w szyku antenowym oraz możliwość sterowania wiązką antenową w szerokim zakresie kątów.

Artykuł:

IEEE Internet of Things Journal

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Grzegorz Bogdan, Konrad Godziszewski, Yevhen Yashchyshyn

 

Measuring the Future – Nanometrology for Advanced Manufacturing of Miniaturized Devices

Nanometrologia stanowi fundament nowoczesnej produkcji i odgrywa kluczową rolę w precyzyjnych pomiarach oraz analizie materiałów w skali mikro- i nanometrycznej. Artykuł przedstawia wkład nanometrologii w rozwój zaawansowanych technologii produkcji, ze szczególnym uwzględnieniem kontroli jakości różnorodnych konstrukcji materiałowych oraz ich procesów hybrydyzacji. Nanometrologia ma swój wpływ także na rozwój technologii Internetu Rzeczy (IoT), zapewniając precyzyjną kontrolę procesów wytwarzania zminiaturyzowanych urządzeń. Wdrażanie rozwiązań nanometrologicznych pozwala też ograniczyć wpływ zniekształceń pomiarowych, szumów oraz opisać występujące odchylenia wymiarów. W pracy przedstawiono różnorodne metody nanometrologiczne np. metody skaningowe, sensoryczne i inne techniki pomiarowe, dostarczające cennych informacji o wymiarach, architekturze, składzie i właściwościach urządzeń w mikro- i nanoskali w kontekście rozwoju tranzystorów polowych (FET), w tym złączowych (JFET) czy z izolowaną bramką (IGFET), tranzystorów metal–tlenek–półprzewodnik z kanałem typu n i p (n/p-MOSFET) oraz metal–izolator–półprzewodnik (MISFET), komplementarnych par tranzystorów MOS (CMOSFET), czy mikro- i nano-elektromechanicznych systemów magnetoelektrycznych (ME M/NEMS). W tym kontekście, nanometrologia ma szansę zrewolucjonizować zaawansowaną produkcję zminiaturyzowanych urządzeń, zapewniając ich jakość i w efekcie wprowadzając przemysł na poziom niespotykanej dotąd precyzji, powtarzalności i wydajności. Dzięki temu, możliwa będzie komunikacja IoT w bardzo niskim zakresie częstotliwości (VLF), przy minimalnym zużyciu energii, niskich stratach mocy, a co najważniejsze - wielofunkcyjności i uniwersalności projektowanych urządzeń.

Artykuł:

Advanced Functional Materials

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Adam Woźniak, Agnieszka Jastrzębska, Madhurya Chandel

Interpretable inverse iteration mean shift networks for clustering tasks

Artykuł wprowadza architekturę Mean Shift Network (MS-Net) - stanowiącą nowy model rozmytego grupowania. Weryfikacja eksperymentalna obejmująca 5 różnych zadań grupowania oraz 6 zbiorów danych rzeczywistych potwierdza efektywność zaproponowanego podejścia.

Artykuł:

Neural Networks

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Jacek Mańdziuk

Cultivating Archipelago of Forests: Evolving Robust Decision Trees Through Island Coevolution

Drzewa decyzyjne są powszechnie stosowane w uczeniu maszynowym ze względu na swoją prostotę i łatwość interpretacji, jednak często brakuje im odporności na ataki adwersarialne i zakłócenia danych. W artykule zaproponowano nowy wyspowy algorytm koewolucyjny (ICoEvoRDF) do konstruowania odpornych zespołów drzew decyzyjnych. Algorytm działa na wielu wyspach, z których każda zawiera populacje drzew decyzyjnych oraz adwersarialnych zakłóceń. Populacje na każdej wyspie ewoluują niezależnie, przy czym okresowo migrują najlepiej działające drzewa decyzyjne między wyspami. Takie podejście sprzyja różnorodności i zwiększa eksplorację przestrzeni rozwiązań, prowadząc do tworzenia bardziej odpornych i dokładniejszych zespołów drzew decyzyjnych. ICoEvoRDF wykorzystuje popularną w teorii gier koncepcję mieszanej równowagi Nasha do ważenia elementów zespołu, co dodatkowo poprawia wyniki. Algorytm został oceniony na 20 zestawach danych referencyjnych, wykazując swoją przewagę nad najnowocześniejszymi metodami w optymalizacji zarówno dokładności w warunkach adwersarialnych, jak i minimalizacji metryki max regret. Elastyczność ICoEvoRDF pozwala na integrację drzew decyzyjnych z różnych istniejących metod, zapewniając ujednolicony sposób łączenia zróżnicowanych rozwiązań. Zaproponowane podejście stanowi obiecujący kierunek rozwoju odpornych i interpretowalnych modeli uczenia maszynowego.

Materiał konferencyjny:

Proceedings of the 39th Annual AAAI Conference on Artificial Intelligence, vol. 39, nr 1

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Adam Żychowski

Advancing Generalization Across a Variety of Abstract Visual Reasoning Tasks

Proponujemy nowy model uczenia głębokiego PoNG (ang., “Pathways of Normalized Group Convolution”) do rozumowania z obrazów. Eksperymenty na progresywnych matrycach Ravena i problemach analogii wizualnych pokazują jego przewagę nad dotychczasowymi metodami, zwłaszcza w generalizacji do problemów z nowych rozkładów.

Materiał konferencyjny:

Proceedings of the Thirty-Fourth International Joint Conference on Artificial Intelligence (IJCAI-25)

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Mikołaj Małkiński, Jacek Mańdziuk