Sztuczna inteligencja dla inżynierów. Metody ogólne

Mieczysław Muraszkiewicz, Robert Nowak

Autorami poszczególnych rozdziałów są wykładowcy Wydziału Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej, którzy aktywnie biorą udział w rozwoju sztucznej inteligencji. W rozdziale pierwszym znajdują się informacje o historii, charakterze i zastosowaniach sztucznej inteligencji. Rozdział drugi traktuje o podstawowym nie tylko dla sztucznej inteligencji zagadnieniu przeszukiwania przestrzeni stanów w poszukiwaniu rozwiązań zadanego problemu. Towarzyszy temu omówienie metod optymalizacji, które wskazują najlepsze rozwiązanie z punktu widzenia przyjętego kryterium. Tematem kolejnego rozdziału jest uczenie maszynowe. Rozdział czwarty został poświęcony archi-tekturom sztucznych sieci neuronowych, w tym sieciom głębokim. W rozdziale piątym znajduje się prezentacja i dyskusja dotycząca wzajemnych związków etyki i sztucznej inteligencji, ze szczególnym naciskiem na konieczność przedstawiania wyników działania systemów SI w sposób zrozumiały dla człowieka. Każdy rozdział jest opatrzony notą bibliograficzną, która podaje pozycje rozszerzające omówiony materiał. Książka może służyć jako podręcznik i wsparcie dydaktyczne wykładów z zakresu SI, a czytelnik powinien wiedzieć, jak dane są reprezentowane w postaci cyfrowej, umie czytać pseudokod i potrafi programować strukturalnie. Przedstawione metody autorzy wyjaśniają w sposób intuicyjny, ale dbają też o precyzję, wykorzystują przykłady i podają algorytmy. Kontynuacją książki jest tom prezentujący metody sztucznej inteligencji dla różnych grup zastosowań, m.in. analizy danych strukturalnych (tabelarycznych), analizy tekstów w języku naturalnym, analizy sekwencji biologicznych, widzenia maszynowego, przetwarzania mowy oraz bezpieczeństwa systemów SI.

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.

Drgania mechaniczne. 15 podstawowych wykładów

Włodzimierz Kurnik

Treść podręcznika podzielona jest na 15 wykładów. Każdy z wykładów jest spójnym kwantem wiedzy z przykładami obliczeniowymi. Każdy wykład kończy się zestawem pytań sprawdzających, które dotyczą najważniejszych spodziewanych efektów kształcenia. Drugi podział treści książki, to podział na 8 rozdziałów dotyczących różnych rozważanych zagadnień drganiowych. Każdemu rozdziałowi odpowiada jeden lub kilka wykładów. Rozdziały mają odrębną numerację podrozdziałów, wzorów, rysunków i przykładów, dzięki czemu można częściowo zmieniać kolejność ich studiowania, zaczynając jednak zawsze - po wiadomościach wstępnych - od drgań układów liniowych o jednym stopniu swobody. Treść książki jest ściśle skoordynowana nie tylko z wykładem, któremu odpowiada, ale też z ćwiczeniami audytoryjnymi oraz z programem ćwiczeń laboratoryjnych, które w ramach kierunku Mechanika i Budowa Maszyn są integralną częścią przedmiotu pod nazwą "Drgania mechaniczne". Każde z tych ćwiczeń znajduje swoje odzwierciedlenie w przykładach omawianych w podręczniku. Główny podział książki na rozdziały oparto na kryterium liczby stopni swobody i liniowości równań. Z tego punktu widzenia wyodrębniono w formie rozdziałów drgania liniowego układu o jednym stopniu swobody (rozdział 2), drgania układów liniowych o wielu stopniach swobody (rozdział 4) oraz drgania liniowych jednowymiarowych układów ciągłych (rozdział 5). Wiadomości wstępne zawierające istotę, znaczenie i klasyfikację drgań, modelowanie procesów i układów drgających oraz elementy analizy i syntezy harmonicznej zawarto w rozdziale 1. Rozdział 3 jest poświęcony analizie i interpretacji drgań układów o jednym stopniu swobody - liniowych i nieliniowych - na płaszczyźnie fazowej. Opisane są punkty osobliwe jako położenia równowagi układu drgającego. Pokazano także charakter trajektorii fazowych w otoczeniu punktów osobliwych, z uwzględnieniem ich stateczności. Celem tego rozdziału jest zdobycie umiejętności szkicowania obrazów fazowych układów drgających i rozpoznawania ich właściwości bez rozwiązywania ich równań. W rozdziale 6 przedstawiono podstawowe wiadomości dotyczące właściwości układów nieliniowych o jednym stopniu swobody - swobodnych i wymuszonych harmonicznie - na podstawie ich analizy metodą Galerkina. Podręcznik kończą rozdziały 7 i 8 jako pojedyncze wykłady poświęcone odpowiednio drganiom parametrycznym i drganiom samowzbudnym, w formie bardziej poglądowej niż analitycznej, jednak z zachowaniem niezbędnego minimum, dotyczącego ich modeli, analizy i podstawowych właściwości. Książka ściśle wiąże się z podręcznikiem "Wykłady z mechaniki ogólnej", wydanym po raz pierwszy w roku 2005 nakładem Oficyny Wydawniczej Politechniki Warszawskiej. Trzecie, poprawione wydanie tej książki ukazało się w roku 2017. Często odwołuje się do wiedzy zawartej w tym podręczniku i łącznie z nim stanowi swoistą całość. Kompletna wiedza z mechaniki ogólnej zawarta w wymienionym podręczniku nie jest warunkiem koniecznym do rozpoczęcia studiów w zakresie drgań mechanicznych, ale jej zrozumienie jest zdecydowanie pomocne w skutecznym opanowaniu wiedzy z zakresu drgań.

Architektura organiczna i jej wielcy wizjonerzy

Marta Tobolczyk

Książka jest uzupełnieniem publikacji Architektura współczesna. Geneza i charakterystyka wiodących nurtów wydanej w 2017 roku, w której przedstawiono wiodące nurty światowej architektury XX i XXI wieku. Na uboczu tych głównych kierunków rozwijał się niszowy nurt architektu ry organicznej, kształtowany w USA przez wybitnych twórców: Louisa H. Sullivana, Franka Lloyda Wrighta, oraz w Europie przez Hiszpana Antoniego Gaudiego, Fina Alvara Aalto oraz Austriaka Rudolfa Steinera. Architektów tych łączyło dążenie do odrzucenia wszelkich schematów stylistycznych na rzecz formowania budowli symulujących naturalny wzrost podpatrzony w przyrodzie. Każdy z tych twórców stworzył wybitne dzieła o odrębnych indywidualnych cechach. Wszyscy oni w inspiracjach z natury poszukiwali odpowiedzi na pytanie, jak kształtować architekturę zharmonizowaną z otoczeniem i odpowiadającą uwarunkowaniom społeczno-ekonomicznym ich czasów, bez kontynuowania historycznych tradycji architektury tworzonej przez poprzednie pokolenia. Nic lepiej nie rozwiązuje złożonych problemów energetycznych i ekologicznych, odnawiania zasobów i pełnego wykorzystania właściwości materiałów, jak sama natura. Dlatego istnieje cała grupa projektantów młodszej generacji, która uważa się za kontynuatorów organicznej tradycji. Książka niniejsza jest próbą przedstawienia genezy i charakterystyki ważnych nurtów obecnego i poprzedniego stulecia: architektury organicznej i nowo organicznej, które wychodzą naprzeciw wspomnianym wyzwaniom.

Teoretyczne podstawy cyfrowego bliźniaka aplikacji ETCS

Andrzej Kochan

Monografia jest poświęcona cyfrowemu odwzorowaniu aplikacji ETCS. Aplikację taką należy rozumieć jako system ERTMS/ETCS zaimplementowany na określonym obszarze sieci kolejowej np. linii kolejowej. System ERTMS/ETCS realizuje zadania systemu automatycznego zabezpieczenia pociągu ATP (ang. Automatic Train Protection), do których należą: - wyznaczanie zezwolenia na jazdę; - wyznaczanie dynamicznego profilu prędkości dopuszczalnej w obszarze zezwolenia na jazdę; - nadzór nad przestrzeganiem dynamicznego profilu prędkości dopuszczalnej; - automatyczne hamowanie pociągu w przypadku zagrożenia bezpieczeństwa ruchu kolejowego. Poprawna realizacja tych funkcji zapewnia bezpieczeństwo ruchu kolejowego na obszarze sieci kolejowej, nadzorowanego przez aplikację ETCS. Poprawność realizacji funkcji jest kluczowym wymaganiem dla systemu ERTMS/ETCS. Przeprowadzone przez autora badania w ramach projektu "Cyfrowa kolej. Cyfrowy bliźniak aplikacji ETCS. Wirtualne prototypowanie i symulacja scenariuszy operacyjnych" są oryginalnym osiągnięciem indywidualnego dorobku autora i obejmują składowe zagadnienia badawcze, takie jak: - koncepcja infrastruktury Cyfrowego Bliźniaka Aplikacji ETCS (rozdz. 4.1); - identyfikacja i opracowanie modelu Aplikacji ETCS i jej otoczenia (rozdz. 4.4); - koncepcja wirtualnego laboratorium i metodyki projektowania aplikacji ETCS; przez wirtualne prototypowanie (rozdz. 4.5.2); - formalny model infrastruktury kolejowej w postaci Multigrafu IS (rozdz. 5.2); - algorytmy weryfikacji poprawności modelu infrastruktury kolejowej (rozdz. 5.3); - formalny model procesu weryfikacji aplikacji ETCS z wykorzystaniem symulacji scenariuszy operacyjnych, w tym: formalna specyfikacja scenariusza operacyjnego (rozdz. 5.4.1) i koncepcja obrazu symulacji scenariusza operacyjnego (rozdz. 5.4.3); - implementacja weryfikacji modelowej z wykorzystaniem czasowych, rozproszonych automatów współbieżnych, jako formalnej metody pozwalającej na kompleksową weryfikację modelu aplikacji ETCS (rozdz. 5.5). Opis wymienionych nowatorskich zagadnień jest uzupełniony charakterystyką powiązanych, istniejących rozwiązań, które stanowią środowisko łączące aktualny stan wiedzy z dorobkiem autora.

Gospodarka wodno-ściekowa w gospodarce cyrkulacyjnej

Marek Gromiec

Książka jest 5 tomem CET - serii monografii naukowych Wydziału Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej, która jest wydawana we współpracy z Instytutem Badań Stosowanych Politechniki Warszawskiej Sp. z o.o. SERIA MONOGRAFIE CIRCULAR W monografii podano ogólne założenia i zastosowania unijnej gospodarki cyrkulacyjnej i nowego paradygmatu ściekowego w gospodarce wodno-ściekowej. Przyjęto, że unijna gospodarka cyrkulacyjna może mieć zastosowanie w praktyce nie tylko w gospodarce odpadowej, ale też w gospodarce wodno-ściekowej, a szczególnie w odnowie wody ze ścieków, co jest zgodne z nowym amerykańskim paradygmatem (NEW - Nutrienty-Energia-Woda), który dotyczy również odzysku substancji biogennych, energii i wody. Przedstawiono także możliwości integracji nowego paradygmatu odzysku dla substancji biogennych, wody i energii z gospodarką cyrkulacyjną, stwarzającego nowe perspektywy ekonomiczne, co jest bodźcem do opracowania i wdrożenia rozwiązań innowacyjnych, a także może odegrać istotną rolę w zrównoważonym rozwoju miast i w ograniczeniu zmian klimatycznych, przynosząc korzyści o charakterze ekonomicznym i środowiskowym. W rozdziałach od 2 do 7 przedstawiono w pełnej skali technicznej technologie stosowane za granicą. Obejmują one zagadnienia dotyczące: odzysku wody, w tym filtrację i dezynfekcję ścieków, odzysku metali i chemikaliów oraz odzysku fosforu z odcieków z osadów, jak też usuwanie substancji biogennych, odzysku energii ze ścieków i osadów. W rozdziałach 8 i 9 zaprezentowano rozwiązania problemów środowiskowych związanych z tworzywami sztucznymi oraz z produkcją wodoru - uznanego za paliwo przyszłości, wychodzące naprzeciw gospodarce cyrkulacyjnej i zmianom klimatycznym. W ostatnim rozdziale przedstawiono wybrane przykłady technologii, związanych z gospodarką cyrkulacyjną w gospodarce wodnościekowej - zastosowane w Polsce.

Bioinżynieria w rehabilitacji narządu ruchu

Roman Paśniczek

Treść podręcznika dotyczy metod terapeutycznych i urządzeń technicznych stosowanych w procesie usprawniania pacjentów z niedowładem lub porażeniem narządu ruchu oraz w przypadkach amputacji kończyn. W opracowaniu przedstawiono przykłady postępowania usprawniającego oraz rozwiązania konstrukcyjne urządzeń stosowanych w celu rehabilitacji narządów ruchu człowieka. Opisane zostały również zasady działania wyposażenia ortopedycznego oraz wskazania do jego zastosowania w praktyce medycznej. Podręcznik został napisany z myślą o studentach kierunków biomedycznych uczelni technicznych oraz studentów fizjoterapii uniwersytetów medycznych i akademii wychowania fizycznego.

Przedsiębiorczość technologiczna w procesie kreowania przewagi konkurencyjnej przedsiębiorstw wysokich technologii

Zbigniew Chyba

Celem monografii jest ocena związków między kształtowaniem przedsiębiorczości technologicznej a tworzeniem przewagi konkurencyjnej przedsiębiorstw wysokich technologii.   Monografia składa się z dziewięciu rozdziałów, wstępu i zakończenia. Pierwsze pięć rozdziałów zawiera treści teoretyczne i stanowią część teoretyczną pracy. Rozdziały szósty, siódmy, ósmy i dziewiąty zawierają wyniki badań ilościowych i jakościowych przedsiębiorstw sektora @high-technology i stanowią część empiryczną pracy.   Rozdział pierwszy zawiera teoretyczne podstawy przedsiębiorczości, różne rozumienie pojęcia, dyskusje definicji oraz wybrane modele i teorie przedsiębiorczości. Zwrócono w nim szczególna uwagę na przedsiębiorczość intelektualną, w tym wybrane przejawy przedsiębiorczości innowacyjnej, takie jak przedsiębiorczość technologiczna i akademicka.   W rozdziale drugim przedstawiona jest charakterystyka technologii jako strategicznego zasobu organizacji, w tym definicje i klasyfikacje według różnych kryteriów. Scharakteryzowano pojęcie potencjału technologicznego i jego kluczowych determinant. Przeprowadzono w nim również dyskusję kluczowych metod oceny i selekcji technologii.   W rozdziale trzecim została przedstawiona charakterystyka przedsiębiorczości technologicznej, dyskusja definicji pojęcia, a także czynniki wpływające na kształtowanie przedsiębiorczości technologicznej.   W rozdziale czwartym problematyka przedsiębiorczości technologicznej została rozszerzona o szeroką analizę determinant przedsiębiorczości technologicznej i ich wpływ na rozwój analizowanej koncepcji na poziomie indywidualnym i instytucjonalnym.   W rozdziale piątym została przedstawiona dyskusja pojęcia konkurencji oraz konkurencyjności na różnych poziomach i w jej różnych wymiarach. Następnie omówiono koncepcje przewagi konkurencyjnej przedsiębiorstw, jej parametry i mierniki, a także główne modele przewagi konkurencyjnej w odniesieniu do podejścia pozycyjnego i zasobowego w strategicznym zarządzaniu organizacjami.   W rozdziale szóstym przedstawiona została koncepcja pracy badawczej, procedury przeprowadzenia badań ilościowych i jakościowych, sformułowane hipotezy badawcze, a także charakterystyka zbiorowości badawczej i próby badawczej. Zaprezentowano również wyniki badań dotyczące wpływu opcji pozyskiwania technologii na rozwój przedsiębiorczości technologicznej w przedsiębiorstwach high-tech.   W rozdziale siódmym omówione zostały wyniki badań, dotyczących wpływu poszczególnych determinant na kształtowanie przedsiębiorczości technologicznej. Zaprezentowano również wyniki badań, dotyczące wpływu opcji pozyskiwania technologii oraz roli ośrodków innowacji i przedsiębiorczości w kształtowaniu przedsiębiorczości technologicznej w firmach high-tech.   W rozdziale ósmym została zaprezentowana ocena kluczowych determinant przedsiębiorczości technologicznej oraz czynników warunkujących kreowanie przewagi konkurencyjnej przedsiębiorstw, dokonana przez przedstawicieli kierownictwa badanych podmiotów sektora zaawansowanych technologii. Przedstawiono również korelację poziomu przedsiębiorczości technologicznej z poziomem osiąganej przewagi konkurencyjnej analizowanych przedsiębiorstw.   W ostatnim, dziewiątym rozdziale przedstawione zostały studia przypadków pięciu przedsiębiorstw, charakteryzujących się wysokim poziomem oszacowanej przedsiębiorczości technologicznej, a także wysoką oceną konkurencyjności na rynku. Były to zarówno podmioty o rodowodzie akademickim, jak i inne przedsiębiorstwa innowacyjne o wysokim ładunku działalności badawczo-rozwojowej.   Pracę zamyka podsumowanie kluczowych wyników badań wraz z weryfikacją postawionych hipotez badawczych. Wnioski wynikające z przeprowadzonych badań empirycznych i ich ocen zostały wzbogacone o rekomendacje dotyczące możliwych kierunków dalszych badań w rozpatrywanej tematyce.