Matematyczne modele uczenia maszynowego w językach MATLAB i PYTHON

Stanisław Osowski, Robert Szmurło

Prezentowane opracowanie dotyczy różnych modeli i metod stosowanych w uczeniu maszynowym. W szczególności, w poszczególnych rozdziałach przedstawione są takie zagadnienia, jak: regresja liniowa; klasyfikatory KNN; klasyfikatory Bayesa; modele matematyczne drzew decyzyjnych; sieci neuronowe MLP; sieci RBF; sieci SVM do klasyfikacji i regresji; sieci głębokie (CNN, autoenkoder, LSTM, transformer); zagadnienia zdolności generalizacyjnych modeli, w tym zespoły klasyfikatorów i systemów regresyjnych; transformacje i metody redukcji wymiaru danych wielowymiarowych; metody grupowania danych wielowymiarowych; wybrane metody generacji i selekcji cech diagnostycznych; metody oceny jakości rozwiązań; podstawowe rozwiązania adaptacyjnych systemów rozmytych. W przedstawieniu poszczególnych rozwiązań modelowych zaprezentowano zarówno strukturę pod-stawowych modeli, jak i algorytmy uczące dostosowane do konkretnego modelu. Ponieważ z punktu widzenia aktualnego stanu wiedzy do najważniejszych rozwiązań sztucznej inteligencji należą sztuczne sieci neuronowe. Tym zagadnieniom poświęcono najwięcej uwagi, wprowadzając różne rozwiązania sieciowe, w tym perceptron wielowarstwowy (MLP), sieć o radialnej funkcji bazowej (RBF), maszynę wektorów nośnych (SVM) czy różne rozwiązania głębokich sieci neuronowych wielowarstwowych, takich jak sieć konwolucyjna (CNN), autoenkoder (AE) czy sieć LSTM. Teoretyczne podstawy algorytmów uczących zostały zilustrowane przykładowymi programami implementującymi je przy użyciu oprogramowania Matlab i Python. Prezentowane w podręczniku skrypty z przykładami w Matlabie i Pythonie zostały udostępnione na platformie Github pod adresem: https://github.com/szmurlor/mmum. Podręcznik jest przeznaczony dla słuchaczy wyższych lat studiów, doktorantów i ludzi zainteresowanych metodami uczenia maszynowego, podstawowego narzędzia sztucznej inteligencji. Ze względu na interdyscyplinarny charakter tematyki może być wykorzystany zarówno w informatyce, inżynierii biomedycznej, jak i innych naukach technicznych. Wprowadzenie zarówno podstawowych jak i zaawansowanych pojęć uczenia maszynowego powoduje, że może być użyteczny dla osób początkujących i zaawansowanych w tej tematyce.

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.

Międzynarodowe różnice ekonomiczne

Leszek Jerzy Jasiński

Gospodarkę globalną tworzą podmioty różnej postaci. Co powoduje, że regiony, kraje i grupy krajów są odmienne w sensie ekonomicznym? Dlaczego niektóre państwa dysponują bogactwem i gospodarczą siłą, a inne są dużo słabsze? Czym tłumaczyć rozbieżności strukturalne? Jak wyjaśniać niejednakowy bieg procesów wzrostu i rozwoju? Co jest przyczyną tego, że stabilność ekonomiczna nie jest powszechna? Zagadnienia te opisywano wiele razy, lecz do końca nie zostały zbadane. Do dalszych analiz zachęcają zachodzące wydarzenia i procesy. Wybrane tematy będziemy omawiać ze świadomością, że nie zostaną wyczerpane. Przywołamy teorie wypracowane na gruncie ekonomii międzynarodowej, gdy uznamy to za uzasadnione, poszukamy nowych interpretacji zjawisk. Interesować nas będą kwestie finansowe, strukturalne i systemowe, równowaga w gospodarce, polityka antycykliczna i zarządzanie. Po przedyskutowaniu spraw pieniężnych zajmiemy się gospodarką realną. Teorię uzupełni materiał statystyczny.

Niegładka statyka analityczna

Artur Zbiciak, Wiesław Grzesikiewicz

Celem monografii jest przedstawienie nowego ujęcia zagadnień statyki konstrukcji inżynierskich opisywanych nieróżniczkowalnymi funkcjonałami energii. Przedmiotowa tematyka, nazwana w pracy "niegładką statyką analityczną", znajduje się w obszarze badań wielu światowych ośrodków, przy czym w Polsce nie znalazła jeszcze wyrazu w postaci zwartej monografii. Rozpatrywane w pracy zagadnienia zawierają się w problematyce niegładkich układów mechanicznych, ukształtowanej m.in. pracami: Jeana, Moreau [48], [49] i Panagiotopoulosa [71]-[73], Acary'ego i Brogliato [1], [2], [13], Glockera [27] i innych (np. [56]). Opisy zagadnień, które są prezentowane w niniejszej monografii, znacznie odbiegają od sformułowań powszechnie stosowanych w podręcznikach akademickich, gdzie rozpatrywane są przede wszystkim układy charakteryzowane za pomocą różniczkowalnych (gładkich) funkcjonałów energii. Taki opis nie wystarcza często do odwzorowania istotnych cech modelowanych obiektów, szczególnie w odniesieniu do modeli maszyn, pojazdów i elementów konstrukcji budowlanych, w których znajdują się ograniczniki przemieszczeń i ograniczniki sił wymagające wprowadzenia opisu matematycznego z zakresu niegładkiej analizy wypukłej. Teza pracy jest związana z możliwością i adekwatnością wprowadzenia takiego opisu.

Akceptacja technologii IoT w inteligentnych miastach

Renata Walczak

Monografia pt. "Akceptacja technologii Internetu rzeczy w inteligentnych miastach" została zrealizowana na potrzeby Urzędu Miasta Płocka w ramach zrealizowanego przez autorkę projektu pt. "Identyfikacja czynników determinujących akceptację rozwiązań wykorzystujących sensory Internetu rzeczy jako elementu warunkującego projektowanie uniwersalne w inteligentnych miastach"; grant nr 23/WED/z/1119/2021 był finansowany przez Prezydenta Płocka w programie "Współpraca z uczelniami wyższymi". Władze dążą do przekształcenia Płocka w inteligentne miasto. Sukcesywnie wdrażane są nowe rozwiązania wykorzystujące technologie informatyczne. Coraz częściej stosuje się zasady projektowania uniwersalnego. Dane o zachowaniach mieszkańców mogą być przydatne dla lepszego zaprojektowania przestrzeni miejskiej, wiąże się to jednak z obserwacją życia miejskiego oraz wykorzystania technologii Internetu rzeczy do zbierania danych. W związku z tym, że mieszkańcy obawiają się o bezpieczeństwo swoje, danych oraz funkcjonowania miasta, władze Płocka zdecydowały o przeprowadzeniu badań społecznych pozwalających na ocenę obaw i zastrzeżeń mieszkańców. Celem badań przeprowadzonych w niniejszej pracy było wskazanie kluczowych czynników wpływających na akceptację wykorzystania danych przez urządzenia Internetu rzeczy, które zbierają dane dla potrzeb projektowania uniwersalnego w inteligentnych miastach, przy założeniu anonimowego przetwarzania danych w trybie Edge Computing. Zakres pracy obejmował analizę przedmiotowej literatury, przeprowadzenie badań ankietowych, budowę i analizę modelu statystycznego oraz przedstawienie zaleceń dla władz miasta. W roku 2021 przeprowadzono badania ankietowe wśród mieszkańców Płocka. W badaniach wzięło udział 150 mieszkańców. Struktura respondentów była zgodna ze strukturą populacji Płocka ze względu na wiek i płeć. Ankietę przeprowadziła specjalistyczna firma realizująca badania społeczne. Analiza danych ankietowych obejmowała statystyki opisowe, eksploracyjną analizę czynnikową, konfirmacyjną analizę czynnikową oraz budowę i analizę modelu strukturalnego. Wyniki analizy danych ankietowych wskazują, że społeczeństwo rozumie potrzeby osób z niepełnosprawnościami oraz popiera dostosowanie przestrzeni miejskiej dla wszystkich mieszkańców. Respondenci rozumieją, że dane pochodzące z urządzeń IoT (ang. Internet of Things, Internetu rzeczy) mogą być wykorzystane do celów projektowania uniwersalnego, i to popierają. Mimo zapewnienia, że dane zbierane są w trybie anonimowym, respondenci obawiają się o bezpieczeństwo swoje i danych. W modelu strukturalnym wykorzystano zmienne: empatię (podzieloną na empatię do osób o specjalnych potrzebach oraz zrozumienie konieczności dostosowania przestrzeni miejskiej do ich potrzeb), zaufanie do technologii, zaufanie do władz miasta, akceptację zbierania danych przez urządzenia IoT, akceptację technologii IoT, bezpieczeństwo i postrzeganą użyteczność technologii IoT. Model pozwolił na wyjaśnienie 86% wariancji. Najważniejszą zmienną modelu jest postrzegane bezpieczeństwo, które wpływa na pozostałe zmienne. Największe znaczenie w modelu mają wpływ bezpieczeństwa na zaufanie do technologii IoT, wpływ bezpieczeństwa na empatię w stosunku do osób o specjalnych potrzebach, wpływ empatii na zrozumienie potrzeby dostosowania miasta do potrzeb tych osób, wpływ zaufania do technologii IoT na zaufanie do władz miasta oraz wpływ bezpieczeństwa na postrzeganą użyteczność technologii. Średnie znaczenie miały wpływ bezpieczeństwa na zrozumienie dostosowania miasta do potrzeb osób o specjalnych potrzebach, wpływ tego zrozumienia na zaufanie do władz miasta i akceptację zbierania danych przez urządzenia IoT, na co również średni wpływ ma zrozumienie dla konieczności dostosowania miasta do potrzeb osób o specjalnych potrzebach. Model strukturalny przetestowano w rozbiciu na wiek, płeć i wykształcenie. Analiza wskazała, że kobiety wykazują się większą empatią w stosunku do osób o specjalnych potrzebach niż mężczyźni. Młodsza grupa mieszkańców (do 45 roku życia) jest bardziej świadoma problemów bezpieczeństwa technologii IoT, co ma wpływ na ich zaufanie do technologii. Zależność jest silniejsza dla grupy osób młodszych w stosunku do osób starszych. Wskazano też, że zaufanie do technologii ma większy wpływ na zaufanie do władz miasta w grupie osób młodszych. W przypadku analizy wpływu wykształcenia na akceptację technologii IoT wskazano, że wpływ ten jest niższy dla grupy osób z wykształceniem podstawowym i średnim w stosunku do grupy osób z wykształceniem wyższym. Przeprowadzona analiza mediacji wskazała, że empatia, zaufanie do władz miasta, zgoda na zbieranie danych z urządzeń IoT oraz użyteczność technologii są najważniejszymi mediatorami zależności między bezpieczeństwem a akceptacją technologii IoT. W wyniku przeprowadzonej analizy modelu strukturalnego wskazano istotne zalecenia dla władz miejskich. Najważniejsze jest zadbanie o bezpieczeństwo zbierania danych z urządzeń IoT oraz komunikowanie tego faktu. Edukacja i informowanie o stosowanych technologiach oraz o celu zbierania danych dla potrzeb projektowania uniwersalnego są kluczowe w uzyskaniu akceptacji dla zastosowania urządzeń IoT w mieście. Działania te mogą się przyczynić do podniesienia akceptacji dla władz miasta.

Introduction to Numerical Methods with 245 Solved Problems

Roman Z. Morawski, Andrzej Miękina

This textbook is the result of the authors' experience of teaching the undergraduate students of the Faculty of Electronics and Information Technology at Warsaw University of Technology in the period 1985-2025, and in particular - the students following the English-medium programmes of study offered there during last 30 years. It is composed of seven chapters devoted to basic numerical problems, such as accuracy of computation, approximation of functions, numerical differentiation and integration, solving algebraic and differential equations. Each chapter contains a short general introduction followed by a considerable number of solved numerical problems. The textbook may be useful for students attending any engineering-oriented course of numerical methods.

Ochrona praw konsumentów. Teoria i praktyka

Katarzyna Szczepańska

Celem prezentowanej publikacji jest przedstawienie problematyki praw konsumenta w świetle podstaw teoretycznych, obowiązujących aktów prawnych i praktyki rynkowej. Cel został sformułowany na podstawie wieloletnich doświadczeń autorki zarówno w doradztwie gospodarczym, jak i znajomości praktyk rynkowych w różnych sektorach gospodarki (np. ubezpieczeniach, handlu elektronicznym oraz innych usługach). Cel publikacji wynika z potrzeb prowadzonej działalności naukowo-badawczej i dydaktycznej, jak również z rozwoju programów kształcenia w wielu polskich uczelniach w zakresie: zarządzania odpowiedzialnością przedsiębiorstwa, zarządzania relacjami z klientami czy standardów obsługi klienta (konsumenta), a także ochroną praw konsumentów i obowiązujących w tym zakresie regulacji prawnych. Praca została opatrzona załącznikami służącymi przedstawianiu praktycznych przykładów rozwiązań odnoszących się bezpośrednio do ochrony praw konsumentów. Załączniki stanowią podstawę do poznania i analizy wybranych aspektów dotyczących praw konsumenta i ich ochrony oraz uzupełniają zakres merytoryczny monografii.

Modelowanie i ocena systemów transportu wewnętrznego oraz sterowanie procesami transportu wewnętrznego

Konrad Lewczuk

Organizacja i planowanie transportu wewnętrznego przestały być jedynie lokalnym problemem technologicznym, ale wpisały się w szerokie spektrum czynników definiujących dzisiejsze łańcuchy dostaw, a pośrednio jakość różnych aspektów życia. Badania nad tymi systemami są drogą do dalszego usprawnienia i zmniejszenia kosztów. Dlatego celem niniejszej monografii jest analiza systemów transportu wewnętrznego jako ustandaryzowanych, ale niezwykle różnorodnych systemów technicznych funkcjonujących w łańcuchach dostaw i krytycznie oddziałujących na ich sprawność i koszty. W monografii omówiono wybrane dotychczasowe osiągnięcia branżowe w zakresie projektowania i organizacji systemów transportu wewnętrznego, a także autorskie metody ich badania - w tym modelowania, symulacji, organizacji i oceny. Przeprowadzono dyskusję wybranych aspektów funkcjonowania tych systemów, która pozwala na nieco inne - szersze - spojrzenie na to zagadnienie. Transport wewnętrzny jest powszechnym, ale rzadko odczuwanym bezpośrednio przez odbiorców indywidualnych rodzajem działalności logistycznej. Jego rola jest jednak ogromna. Aby ocenić znaczenie transportu wewnętrznego dla dobrostanu społeczeństw, wystarczy rozejrzeć się wokoło i zauważyć, że praktycznie każda rzecz w naszym otoczeniu na różnych etapach wielokrotnie przechodziła przez systemy transportu wewnętrznego, aby finalnie móc spełniać swoją funkcję.