Sieci neuronowe do przetwarzania informacji

Stanisław Osowski

Podręcznik "Sieci neuronowe do przetwarzania informacji" stanowi oryginalne ujęcie najnowszych osiągnięć w dziedzinie sztucznych sieci neuronowych oraz ich zastosowań. Jest rozszerzoną i znacznie zmodyfikowaną wersją wcześniejszego wydania podręcznika pod tym samym tytułem. W stosunku do poprzedniego wydania zawiera dodatkowo omówienie sieci typu Support Vector Machine (SVM), znacznie rozbudowaną część dotyczącą sieci rozmytych oraz przedstawienie wielu nowych zastosowań. W pracy przedstawiono najważniejsze rodzaje sieci neuronowych, kładąc nacisk na algorytmy uczące oraz ich praktyczne zastosowania w przetwarzaniu danych pomiarowych. Stanowi wyselekcjonowany przegląd i omówienie najważniejszych metod uczenia sieci o różnej strukturze, zilustrowany wynikami wielu eksperymentów numerycznych i poparty zastosowaniami praktycznymi. Podręcznik jest przeznaczony dla słuchaczy wyższych lat studiów oraz doktorantów zainteresowanych tematyką sztucznej inteligencji. Ze względu na interdyscyplinarny charakter tematyki może być wykorzystany zarówno w naukach technicznych, informatyce, fizyce, jak i naukach biomedycznych. Wprowadzając zarówno podstawowe, jak i zaawansowane pojęcia sieci neuronowych książka może być użyteczna zarówno dla początkujących, jak i zaawansowanych w uprawianiu tej dyscypliny.

Podstawy pomiarów

Jacek Dusza, Paweł Gąsior, Grzegorz Tarapata

Podręcznik został opracowany jako podstawowa pomoc dydaktyczna do przedmiotów "Podstawy pomiarów" i "Metrologia" wykładanych na Wydziale Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej. Ponieważ celem wykładu i laboratorium z tych przedmiotów jest nauczenie studentów technik eksperymentu oraz zasad funkcjonowania podstawowej aparatury pomiarowej, zdecydowano się na położenie nacisku na umiejętności zaplanowania eksperymentu, właściwy dobór aparatury pomiarowej, analizę niepewności pomiarowych oraz na krytyczne podejście do przeprowadzonego doświadczenia i uzyskanych wyników. Zwrócono także uwagę na różnice występujące między analogowymi i cyfrowymi metodami pomiarowymi. Ponieważ aktualnie przedmioty "Podstawy pomiarów" i "Metrologia" są prowadzone na pierwszym lub drugim semestrze studiów, co powoduje, że studenci nie posiadają jeszcze wystarczającej wiedzy z teorii obwodów, matematyki czy układów elektronicznych, w podręczniku wprowadzano i szczegółowo wyjaśniano nowe dla nich pojęcia i zasady działania nieznanej aparatury. Przedstawione treści dotyczą głównie wiedzy poruszanej na wykładzie.

Zrównoważony rozwój społeczno-gospodarczy województw oraz miast i gmin wiejskich

Eugeniusz Sobczak

Współcześnie aktualnym paradygmatem w rozwoju społeczno-gospodarczym na poziomie lokalnym, regionalnym, jak również na poziomie Unii Europejskiej jest zrównoważony rozwój. Termin ten jest wynikiem tłumaczenia z angielskiego @sustainable development, co jest zwykle tłumaczone jako rozwój trwający, ciągły, samonapędzający lub też jako zrównoważony rozwój – ekorozwój. Początkowo termin ten był stosowany do siedlisk leśnych, w których chodziło o zabezpieczenie lasów przed nadmierną eksploatacją (wycinką), co miało prowadzić do utrzymania względnie stałego zalesienia obszarów. Koncepcja @sustainable development została przeniesiona również do rolnictwa, w wyniku czego zaczęto stymulować powstawanie tzw. gospodarstw ekologicznych-organicznych, w których odstąpiono od stosowania nawozów mineralnych oraz środków ochrony roślin na rzecz naturalnych nawozów oraz powrócono do gospodarki płodozmiennej, która w naturalny sposób zapobiega koncentracji zachwaszczenia, chorób i szkodników. Z czasem koncepcja zrównoważonego rozwoju była przenoszona na inne sektory gospodarki (przemysł wydobywczy i przetwórczy, usługi itp.). W dwudziestym pierwszym wieku znaczenia nabiera społeczna odpowiedzialność przedsiębiorstw (@corporate social responsibility – CSR). W CSR oprócz dbałości o środowisko naturalne dochodzą takie aspekty, jak cyrkulacyjna ekonomia, społeczność lokalna, w której przedsiębiorstwo prowadzi działalność, ustawiczne kształcenie pracowników i motywowanie do angażowania się w ciągłe poprawiane jakości wytwarzanego produktu. Na uwagę zasługuje nowe podejście do wartości dodanej, które powinno się koncentrować na innowacjach produktowych i technologicznych, których celem powinno być systematyczne zmniejszanie zużycia tzw. rzadkich surowców. W kontekście CSR duże znaczenie przypisuje się redukcji zużycia energii wytwarzanej na bazie klasycznych surowców energetycznych i przechodzeniu na odnawialne źródła energii. Społeczna odpowiedzialność odnosi się również do jednostek samorządu terytorialnego (JST), które pełnią podwójną rolę, a mianowicie jako specyficzne przedsiębiorstwo realizujące projekty inwestycyjne i jako interesariusz lokalny, zainteresowany odpowiedzialnym działaniem przedsiębiorstw komercyjnych. W odniesieniu do projektów inwestycyjnych realizowanych przez JST ważna jest ich ekonomiczna i społeczna zasadność (odpowiedzialność) przy jednoczesnym najmniejszym oddziaływaniu na środowisko naturalne. Podczas szczytu ziemi w Rio de Janeiro w 1992 roku przyjęto definicję, która stwierdza, że „rozwój zrównoważony jest strategią przekształceń ekologicznych, społecznych, techniczno-technologicznych i organizacyjnych, których celem jest osiągnięcie racjonalnego i trwałego poziomu dobrobytu społecznego, umożliwiającego przekazanie go następnym pokoleniom, bez obawy zagrożenia destrukcją zasobów przyrody i ekosystemów”. Jak wynika z powyższego rozwój zrównoważony jest strategią, która określa kierunki działań i ograniczenia, wynikające z eksploatatorskiego podejścia do zasobów środowiska naturalnego, w tym zasobów surowcowych oraz ekosystemów. Niezbędne jest zatem racjonalne podejście do wykorzystania zasobów naturalnych (stałe nakłady przy zwiększającej się liczbie wytwarzanych jednostek produktu, lub stała liczba wytwarzanych jednostek produktu przy malejących nakładach). Dążenie do optymalnego wykorzystania zasobów naturalnych występuje zwykle wówczas, gdy pojawia się zagrożenie wystąpienia radykalnych niedoborów, na przykład ropy naftowej lub innych nośników energii. Szczególnie mocno podkreśla to E.F. Schumacher, który zwraca uwagę na konieczność poszanowania środowiska przyrodniczego i rozumnego korzystania z jego zasobów. W wyniku tego poglądu kształtowana była koncepcja technik dostosowawczych, które powinny być kapitało-, energo- i materiałooszczędne, ale przy tym pracochłonne, łatwe do adaptacji i pozwalające na optymalne wykorzystanie miejscowych zasobów. Reasumując, można stwierdzić, że rozwój zrównoważony jest strategią rozwoju społeczno-gospodarczego, w której musi być uwzględniona spójność społeczna, rozwój ekonomiczny i ochrona środowiska naturalnego. Spójność społeczna nakłada na rządy i samorządy obowiązek uwzględniania harmonizacji przestrzennej w rozwoju regionów i krajów. Można zatem stwierdzić, że różna interpretacja zrównoważonego rozwoju przedstawiona przez L.J. Jasińskiego, powinna być uwzględniana przy kształtowaniu rozwoju zrównoważonego. Należy także podkreślić, że rozwój zrównoważony wyraża się w integrowaniu wszystkich dziedzin rozwoju społeczno-gospodarczego i jednocześnie ograniczania istniejących dysproporcji rozwojowych. W praktyce jest to trudne do osiągnięcia. Rozwój jest bowiem procesem bardzo złożonym, w którego realizacji pojawiają się coraz to nowe trudności-ograniczenia, dlatego trzeba stwierdzić, że jest to przechodzenie od jednego do drugiego stanu nierównowagi. Można zatem mówić o nieustannym równoważeniu sfery społecznej, ekonomicznej i przyrodniczej (środowiska naturalnego) i wykorzystywaniu procesu równoważenia do poprawy jakości życia ludności i kształtowania systematycznych działań rozwojowych. Niniejsza monografia jest ósmą, kolejną publikacją na temat zrównoważonego społeczno-gospodarczego rozwoju JST wydawaną przez Oficynę Wydawniczą Politechniki Warszawskiej. Świadczy to o kształtującym się ośrodku badawczym integrującym wiele zespołów badawczych z całej Polski.

Wybrane zagadnienia zastosowań współczesnych baz danych w modelowaniu i symulacji systemów transportowych

Andrzej Czerepicki

Podstawowym celem naukowym monografii jest analiza możliwości wykorzystania oraz opracowanie wybranych metod praktycznego zastosowania współczesnych baz danych w komputerowym modelowaniu i symulacji procesów transportowych.   Praca składa się z czterech rozdziałów. W pierwszym z nich przedstawiono cel badań i zadania badawcze. W drugim dokonano przeglądu współczesnych modeli baz danych NoSQL, podkreślono istotne charakterystyki każdego modelu z punktu widzenia potencjalnego zastosowania w transportowym systemie informatycznym i przedstawiono ogólny schemat takiego systemu. Trzeci rozdział zawiera szczegółową analizę grafowego modelu danych, na którą składa się analiza struktur danych grafowej bazy danych pod względem efektywności realizacji poszczególnych operacji na danych, propozycję reguł transformacji uniwersalnego modelu związków encji ER na struktury i relacje grafowej bazy danych, oraz przykłady budowy warstwy danych wybranych transportowych systemów informatycznych z użyciem grafowej bazy danych. W czwartym rozdziale przedstawiono przykłady praktycznego zastosowania współczesnych baz danych w modelowaniu procesów eksploatacji pojazdów o napędzie elektrycznym w komunikacji miejskiej. Uwagę skupiono na problemach związanych z przestawieniem komunikacji miejskiej na autobusy elektryczne oraz wdrożeniem nowatorskich środków transportu. Zaproponowano autorską metodę oszacowania zużycia energii elektrycznej dla dowolnej trasy przejazdu pojazdu elektrycznego na podstawie jej charakterystyk i wzorcowych pomiarów, a następnie zbudowano model obsługi procesu ładowania pojazdów elektrycznych na krańcach trasy z wykorzystaniem podejścia systemów masowej obsługi. Praktycznym wynikiem prac naukowo-badawczych jest komputerowy system bazodanowy realizujący zaproponowane metody modelowania wybranych procesów obsługi pojazdów elektrycznych w komunikacji miejskiej.

Theoretical Mechanics for Engineers. Lectures

Włodzimierz Kurnik

This book is a written aid to the lectures on Theoretical Mechanics, being given to the international students of Mechanical Engineering at the Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering of the Warsaw University of Technology. The main objective of the book is to provide the undergraduate students with the necessary knowledge and skills to solve mechanical problems that can occur in their engineering job, or earlier - during studies - within semester or diplome projects.

Zaufanie do systemów sztucznej inteligencji

Marek Jakubiak, Paweł Stacewicz

W prezentowanym wyborze tekstów zagadnienie zaufania podjęto w sposób możliwie aktualny i wszechstronny. Odnosi się to zarówno do kwestii ogólnych, wręcz filozoficznych, związanych z narzuceniem na sposób działania maszyn pewnych norm, które od wieków postulują etycy (np. Arystoteles); jak również do kwestii bardzo szczegółowych, osadzonych w kontekście bieżących zastosowań. W obszarze zastosowań uwypuklono kwestie tak różnorodne, jak zaufanie do systemów SI wspomagających edukację, projektowanie bezpiecznych miast przyszłości (tzw. smart cities) czy zaufanie do programów i systemów usprawniających funkcjonowanie różnego rodzaju organizacji. Spośród wielu czynników wzmacniających zaufanie do sztucznej inteligencji szczególny nacisk położono na dwa - skuteczność systemu połączoną z bezpieczeństwem użytkowników oraz jego poznawczą przejrzystość połączoną z umiejętnością zrozumiałego dla człowieka wyjaśniania podejmowanych przez system decyzji. Konkluzje autorów nie są jednolite. Niektórzy są optymistami, przekonując, że nawet najbardziej rozwinięta sztuczna inteligencja pozostanie czymś na kształt kontrolowanej przez człowieka "mechanicznej lalki". Inni są bardziej sceptyczni, licząc się z możliwością zaistnienia systemów sztucznych, które przypominają bardziej "mroczne widmo" - czyli skrajnie niebezpieczny dla człowieka artefakt, zdolny do przejęcia nad nim fizycznej i psychicznej kontroli.

Zadania egzaminacyjne z mechaniki teoretycznej

Wacław Szcześniak, Magdalena Ataman

Prezentowany zbiór zadań z dynamiki teoretycznej został napisany jako siódmy, komplementarny do wydanych poprzednio w trzech tomach: tom pierwszy – Zbiór zadań z mechaniki teoretycznej – kinematyka, tom drugi – Zbiór zadań z mechaniki teoretycznej – statyka i tom trzeci – Zbiór zadań z mechaniki teoretycznej – dynamika oraz do trzech obszernych pozycji: Dynamika analityczna i „MATHEMATICA” w zadaniach i przykładach obliczeniowych, Dynamika teoretyczna dla zaawansowanych, Dynamika teoretyczna w zadaniach dla dociekliwych. Prezentowany zbiór jest również pomyślany jako praktyczne wdrożenie obszernego materiału przedmiotu mechaniki teoretycznej wyłożonego w wydanym w 1993 roku przez Romana Nagórskiego i Wacława Szcześniaka w Oficynie Wydawniczej Politechniki Warszawskiej dwutomowym podręczniku Mechanika teoretyczna. Aczkolwiek w tym podręczniku znajdują się zadania rozwiązane i do rozwiązania, tym niemniej było konieczne oddanie do rąk studentów oddzielnego skryptu, zawierającego przede wszystkim rozwiązane zadania egzaminacyjne.

Pandemia Covid-19 a zmiany na rynku pracy. Polska na tle innych krajów Grupy Wyszehradzkiej

Eugeniusz kwiatkowski

Przedmiotem monografii są zmiany na rynku pracy występujące w okresie pandemii COVID-19. Szczególna uwaga poświęcona jest zmianom trzech podstawowych wielkości ekonomicznych dotyczących tego rynku, a mianowicie zatrudnienia, bezrobocia i płac. Bazę empiryczną stanowią rynki pracy w 4 krajach Europy Środkowo-Wschodniej, należących do tzw. Grupy Wyszehradzkiej, czyli Czechach, Polsce, Słowacji i na Węgrzech. Horyzont czasowy skutków pandemii został ograniczony do czterech kwartałów 2020 roku i dwóch pierwszych kwartałów 2021 roku, ale dla celów porównawczych uwzględniono również w analizach lata wcześniejsze.   Podstawowym celem monografii jest określenie kierunków i skali zmian zatrudnienia, bezrobocia i płac w krajach Grupy Wyszehradzkiej w okresie pandemii COVID-19 w porównaniu z okresem przedpandemicznym.   Analizy empiryczne podjęte w monografii oparte są na danych statystycznych i informacjach o zatrudnieniu, bezrobociu, płacach, instytucjach rynku pracy i polityce ekonomicznej państwa, pochodzących przede wszystkim z baz statystycznych Eurostatu, ale także z OECD, MFW i źródeł poszczególnych badanych krajów. Dane statystyczne są analizowane z wykorzystaniem różnorodnych metod badawczych, zarówno prostych metod analiz opisowych, jak i bardziej zaawansowanych metod statystyczno-ekonometrycznych, w tym metod regresji dla szeregów przekrojowo-czasowych oraz oszacowań w modelach logitowych.