Elektroniczna Politechnika Warszawska
Strona www.pw.edu.pl powstała w ramach projektu „Politechnika Warszawska Ambasadorem Innowacji na Rzecz Dostępności”, finansowanego ze środków Programu Operacyjnego Wiedza Edukacja Rozwój (PO WER 2014-2020).
Modele przetrwania oparte na uczeniu maszynowym i głębokim uczeniu wykazują podobne lub nawet lepsze zdolności przewidywania czasu zdarzenia w porównaniu z klasycznymi metodami uczenia statystycznego, ale są zbyt złożone, aby mogły być interpretowane przez ludzi. Istnieje kilka dostępnych wyjaśnień modeli agnostycznych wobec modelu, aby przezwyciężyć ten problem; jednak żadne z nich nie wyjaśnia bezpośrednio przewidywania funkcji przetrwania. W niniejszej pracy wprowadzamy SurvSHAP(t), pierwsze wyjaśnienie zależne od czasu, które umożliwia interpretację czarnych skrzynek modeli przetrwania. Jest oparte na SHapley Additive exPlanations z solidnymi podstawami teoretycznymi i szerokim uznaniem wśród praktyków uczenia maszynowego. Proponowane metody mają na celu zwiększenie precyzji diagnostyki i wsparcie ekspertów dziedzinowych w podejmowaniu decyzji. Eksperymenty na danych syntetycznych i medycznych potwierdzają, że SurvSHAP(t) może wykrywać zmienne z efektem zależnym od czasu, a jego agregacja jest lepszym wyznacznikiem ważności zmiennych dla przewidywania niż SurvLIME. SurvSHAP(t) jest agnostyczny względem modelu i może być stosowany do wszystkich modeli z funkcjonalnym wyjściem. Zapewniamy dostępną implementację wyjaśnień zależnych od czasu w języku Python pod adresem https://github.com/MI2DataLab/survshap.
Artykuł:
Knowledge-Based Systems
Rok wydania:
Autorzy z PW:
Przemysław Biecek, Mateusz Krzyziński, Mikołaj Spytek, Hubert Baniecki
Dyscyplina:
Zastosowanie metod uczenia maszynowego (ML) w wieloczynnikowej autoryzacji staje się coraz popularniejsze. Jednakże w literaturze brakuje wszechstronnej metodologii oceny systemów biometrycznych opartych na uczeniu maszynowym. Niniejsza praca proponuje ogólną metodologię oceny systemów opartych na ML w zakresie rozpoznawania/wykrywania oszustów za pomocą cech biometrycznych. Obejmuje to tworzenie zbiorów uczących i testowych z odpowiednim równowagą wielkości (proporcji) między tymi zbiorami, wybór liczby instancji pochodzących od różnych użytkowników, ocenę wpływu liczby oszustów na ich wskaźnik wykrywalności oraz wpływ liczby rekordów reprezentujących zachowanie użytkownika. Ponadto proponujemy, w jaki sposób rzeczywiste dane (ewentualnie dotknięte próbami przejęcia konta) mogą być wykorzystane do rozszerzenia danych rejestracyjnych w celu wsparcia wykrywania oszustów. Proponowane podejście zostało wykorzystane do systematycznej porównania szerokiego zakresu metod ML i statystycznych.
Artykuł:
Expert Systems with Applications
Rok wydania:
Autorzy z PW:
Jacek Mańdziuk, Maciej Grzenda, Marcin Luckner, Stanisław Kaźmierczak
Dyscyplina:
Fuzzy Cognitive Map (FCM) to model reprezentacji wiedzy oparty na grafach, w którym połączenia węzłów (krawędzie) reprezentują zależności przyczynowo-skutkowe między elementami wiedzy związanymi z węzłami.
W artykule proponujemy nową metodę uczenia do szkolenia FCM, prowadzącą do adaptacyjnego FCM składającego się z kilku pod-FCM-ów. Może on wybierać różne pod-FCM-y w różnych momentach. W scenariuszu aktywnego przetwarzania, w którym mamy do czynienia z dużym szeregiem czasowym, w którym nowe dane są ciągle generowane, model prognozowania zbudowany na starych danych powinien być aktualizowany, gdy pojawiają się nowe dane. Ponadto, ponowne szkolenie FCM od podstaw wiąże się z zwiększaniem obciążenia obliczeniowego, co staje się poważną przeszkodą w wielu praktycznych scenariuszach. Aby przezwyciężyć wspomniane wyżej wady, niniejsze badanie oferuje oryginalne ustawienie projektowe, w którym FCM jest aktualizowany za pomocą mechanizmu uczenia opartego na wiedzy po raz pierwszy. W porównaniu z istniejącymi klasycznymi modelami prognozowania, proponowany model wykazuje wyższą dokładność i efektywność. Jego zwiększona wydajność jest demonstrowana poprzez serię zgłoszonych badań eksperymentalnych.
Artykuł:
IEEE Transactions on Cybernetics
Rok wydania:
Autorzy z PW:
Agnieszka Jastrzębska, Władysław Homenda
Dyscyplina:
Praca dotyczy przetwornika prądu stałego (DC-DC) PWM o wysokiej gęstości mocy, wysokim wzmocnieniu napięcia i miękkim przełączaniu z wykorzystaniem indukcyjności zaciekłej jako przetwornik do źródeł niskonapięciowych w systemach generacji energii. Indukcyjność rozproszenia jest włączona do rezonansowego obwodu, co zmniejsza liczbę komponentów. Zastosowanie kondensatora podwyższającego połączonego szeregowo z uzwojeniami wtórnymi cewki z zaczepem powoduje duże wzmocnienie napięcia przy niskim współczynniku zwoju sprzężonej cewki. Poprzez zastosowanie rezonansowego obwodu spustowego, nie tylko tłumione są skoki napięcia na tranzystorze, ale uzyskuje się także miękkie przełączanie tranzystora oraz wyłączanie diod przy zerowym prądzie. Praca w trybie rezonansowym prowadzi do niskich strat mocy w przełącznikach, zapewniając wysoką sprawność w szerokim zakresie mocy wyjściowej. Dzięki miękkiemu przełączaniu tranzystor może być sterowany wysoką częstotliwością, co umożliwia skonsolidowany projekt przetwornika o wysokiej gęstości mocy. Zasady działania przetwornika zostały również przeanalizowane teoretycznie. Ostatecznie, przetwornik został zweryfikowany za pomocą modelu laboratoryjnego o mocy 300 W i częstotliwości przełączania 200 kHz.
Artykuł:
IEEE Transactions on Power Electronics
Rok wydania:
Autorzy z PW:
Michał Harasimczuk, Rafał Kopac
Polimeryzacja dwufotonowa (TPP) to technika druku 3D umożliwiająca wytwarzanie struktur w skali submikrometrycznej. Prawie bez ograniczeń kształtu, funkcjonalność konstrukcji jest definiowana głównie przez żywicę produkcyjną stosowaną w procesie utwardzania.
W artykule przedstawiono nowatorską wielomateriałową procedurę TPP opartą na metodzie obrazowania fazowego równania transportu intensywności w celach wyrównania. Proponowana metoda wykorzystuje sprzęt już obecny w większości konfiguracji produkcyjnych TPP, zapewniając kompletne i bezpłatne rozwiązanie do produkcji wielu materiałów. W rezultacie niedokładność położenia sięga mniej niż 0,5 μm. W celach demonstracyjnych projektowana, wytwarzana i weryfikowana jest konstrukcja wielomateriałowa pod względem geometrii i dokładności rozkładu współczynnika załamania światła. Wielomateriałowy obiekt jest wykonany z dwóch polimerów w dwóch cyklach rozwojowych, skutecznie rozszerzając dostępny zakres współczynnika załamania światła.
Artykuł:
Additive Manufacturing
Rok wydania:
Autorzy z PW:
Arkadiusz Kuś, Emilia Wdowiak, Juan Martinez-Carranza, Michał Ziemczonok
Artykuł skupia się na opracowaniu nowej elektrody opartej na boron-doped diamond nanosheet full-volume-enriched screen-printed carbon electrodes (BDDPE) do zastosowania jako impedancyjny biosensor. Badanie przedstawia dwuetapowy proces modyfikacji obejmujący elektroredukcję soli diazoniowej na BDDPE i immobilizację przeciwciał za pomocą krzyżujących się łączników o zerowej długości dla selektywnego impedancyjnego biosensora Haemophilus influenzae (Hi). Wprowadzenie diamond nanosheets do BDDPE prowadzi do zwiększonego transferu ładunku i zachowania elektrochemicznego, co wykazuje znacznie poprawioną powierzchnię elektrochemicznie aktywną w porównaniu z niezmodyfikowanymi ekranowanymi elektrodami drukowanymi (średnio o 44% i 10% dla [Ru(NH3)6]Cl2 i K3[Fe(CN)6], odpowiednio). Przedstawiony system detekcji wykazuje wysoką swoistość wobec białka D w bakteriach Hi, co potwierdzono przez negatywne kontrole przeciwko potencjalnym zakłóceniom z innych patogenów, z oszacowanym limitem tolerancji na zakłócenia poniżej 12%. Granica detekcji Hi za pomocą spektroskopii impedancyjnej wynosiła 1 CFU/mL (zmierzona przy − 0.13 V w stosunku do pseudo-odniesienia BDDPE), co osiągnięto w ciągu poniżej 10 min, włączając w to 5-minutowe inkubowanie próbki w obecności analitu.
Artykuł:
Microchimica Acta
Rok wydania:
Autorzy z PW:
Monika Janik
Sprawdziliśmy eksperymentalnie nową metodę rozwoju dobrze znanych włókien typu D. Zamiast ,mechanicznej lub chemicznej, standardowej obróbki końcowej włókien, opracowaliśmy preformę w kształcie litery D i poddaliśmy ją dalszej obróbce na wieży ciągnącej włókna. Odwrócenie procesu produkcyjnego pozwaliło uzyskać setki metrów jednolitego włókna czujnikowego z termodynamicznie spłaszczoną powierzchnią czujnikową. Opracowaliśmy włókna z rdzeniem o wymiarach 7 na 8 µm, odległością między rdzeniem, a powierzchnią czujnikową 2 µm i chropowatością RMS = 40 nm. W celu sprawdzenia koncepcji opracowaliśmy czujnik rezonansowy w trybie stratnym z warstwą ITO 320 nm i zademonstrowaliśmy jego czułość na poziomie 550 nm/RIE
Artykuł:
Measurement: Journal of the International Measurement Confederation
Rok wydania:
Autorzy z PW:
Jakub Warszewski, Mateusz Jakub Śmietana
W niniejszej pracy proponujemy nową metodę izolacji błędów, która obiecuje osiągnięcie korzystnego efektu synergii. Głównie proponowane podejście łączy Fault Information System (FIS) z modyfikowanym algorytmem wnioskowania Modified Hitting Set Tree (HS). W rezultacie prezentowane jest nowe hybrydowe podejście oparte na trójwartościowych resztach. Manifestuje ono dwie bardzo pożądane cechy systemów diagnostycznych, a mianowicie efektywną izolowalność wielu błędów, która jest inherentna dla podejścia HS, oraz wysoką rozróżnialność usterek zapewnianą przez FIS. Korzystny efekt synergii został wskazany i potwierdzony na przykładzie diagnozy systemu two-tank. Przeprowadzone badanie porównawcze pokazuje znaczący wzrost rozróżnialności błędów uzyskanej dzięki proponowanemu podejściu w porównaniu z innymi. Korzystne cechy proponowanego podejścia pod względem izolowalności błędów, elastyczności zastosowanych modeli i wykorzystania wiedzy eksperckiej predestynują je do implementacji przemysłowej.
Artykuł:
Expert Systems with Applications
Rok wydania:
Autorzy z PW:
Kościelny Jan Maciej, Bartyś Michał
W tej pracy proponujemy electrochemical lossy mode resonance (eLMR) jako skuteczną metodę wykrywania jonów manganu (Mn). Czujnik opiera się na prostym falowodzie planarnym (szkiełku nakrywkowym ze szkła sodowo-wapniowego) pokrytym cienką warstwą tlenku indu i cyny (ITO) w celu uzyskania efektu rezonansu optycznego. Jednocześnie warstwa ITO pełniła funkcję elektrody roboczej w woltamperometrii katodowej (CSV) Mn. Czujnik eLMR może jednocześnie wykonywać pomiary elektrochemiczne (EC) i optyczne, w szczególności rezonansu w trybie stratnym (LMR), w celu monitorowania wzrostu zaadsorbowanej warstwy Mn na elektrodzie ITO i elektrochemicznie modulowanej warstwie dyfuzyjnej. Dla jonów Mn2+ wykazano granicę wykrywalności (LoD) wynoszącą 1,26 ppb metodą EC, natomiast metodą optyczną LoD wykazano na poziomie 67,76 ppb. Uzyskane wyniki wskazują na znaczny potencjał zastosowania w elektrochemii molekularnej i badaniach skupionych na naelektryzowanych powierzchniach międzyfazowych.
Artykuł:
Sensors and Actuators B - Chemical
Rok wydania:
Autorzy z PW:
Mateusz Jakub Śmietana
Artykuł omawia sposoby wsparcia udziału użytkowników niebędących ekspertami w procesie projektowania domu przy użyciu narzędzi cyfrowych. Badania miały na celu zweryfikowanie wykonalności interaktywnego systemu generatywnego weryfikującego i gwarantującego poprawność rozwiązań projektowych. W ramach badania opracowano narzędzie komputerowe, HOPLA-Home Planner, którego użyteczność została przetestowana przez osoby niebędące ekspertami. Wyniki wykazały zapotrzebowanie osób niebędących ekspertami na interaktywny system generatywny pozwalający im dostosowywać i weryfikować różne konfiguracje układu domu. Metoda opisana w artykule może być stosowana w praktyce projektowej, co pozwoli skrócić czas projektowania i związane z nim koszty, zachowując jednocześnie bezpośredni kontakt z klientem. W przyszłych badaniach warto porównać potrzeby osób niemających specjalistycznej wiedzy dotyczące dostosowywania projektów domów z gotowością architektów do wprowadzenia komputerowego wspomagania w projektowaniu domów.
Artykuł:
Automation in Construction
Rok wydania:
Autorzy z PW:
Kwieciński Krystian, Słyk Jan
Dyscyplina:
Monografia ta, będąca drugim z dwóch tomów, opiera się na fundamentalnym opracowaniu teorii ergodycznej i geometrycznej teorii miary zawartym w tomie I, a także stosuje wszystkie omówione wcześniej metody do opisu pięknej i bogatej dynamiki funkcji eliptycznych. Tekst rozpoczyna się od wprowadzenia do topologicznej dynamiki przestępnych funkcji meromorficznych, a następnie przechodzi do funkcji eliptycznych, omawiając szczegółowo ich klasyczne własności, mierzalną dynamikę i geometrię fraktalną. Następnie autorzy dogłębnie analizują zwarte nierekurencyjne funkcje eliptyczne. Wiele z tych materiałów pojawia się po raz pierwszy w formie książkowej lub papierowej. Zarówno starsi, jak i młodsi naukowcy zajmujący się teorią ergodyczną i układami dynamicznymi docenią to, co z pewnością będzie niezbędnym źródłem wiedzy.
Książka:
New Mathematical Monographs vol. 47
Rok wydania:
Autorzy z PW:
Janina Kotus
Dyscyplina:
Monografia stanowi kompleksowe i samodzielne wprowadzenie do szerokiego zakresu podstawowych wyników z teorii ergodycznej i geometrycznej teorii miary. Omawiane tematy obejmują: skończoną i nieskończoną abstrakcyjną teorię ergodyczną, wieże Younga, metryczną entropię Kołmogorowa-Sinaia, formalizm termodynamiczny, geometryczną teorię funkcji, różne rodzaje miar konforemnych, konforemne skierowane układy Markova, iterowane układy funkcji, lokalną dynamikę funkcji analitycznych oraz geometrię zbiorów zw. nice-sets.
Publikacja zawiera wiele przykładów, wraz z szczegółowymi wyjaśnieniami podstawowych pojęć i pełnymi dowodami, co sprawia, że będzie to niezastąpione źródło informacji zarówno dla naukowców, jak i studentów.
Książka:
New Mathematical Monographs vol. 46
Rok wydania:
Autorzy z PW:
Janina Kotus
Dyscyplina: