Narodowe Centrum Nauki ogłosiło wyniki prestiżowego konkursu Sonata Bis 15, w którym granty uzyskało troje badaczy z Politechniki Wrocławskiej. To drugi najlepszy wynik wśród wszystkich uczelni technicznych w kraju. Łącznie na projekty, w których bierze udział PWr przyznano ponad 10 mln zł.

PWr w ścisłej czołówce polskich uczelni technicznych

Wyniki najnowszego konkursu NCN potwierdzają wysoką jakość badań prowadzonych na naszej uczelni. Trzy granty dla Politechniki Wrocławskiej to drugi najlepszy wynik wśród uczelni technicznych w Polsce. Laureatami z naszej uczelni zostali:

• dr hab. inż. Andrzej Żak, prof. uczelni (Wydział Chemiczny) – projekt „Badanie przemian fazowych w ciekłych kryształach i ich układach hybrydowych z wykorzystaniem swobodnych elektronów”, kwota dofinansowania: 3,96 mln zł;
• dr inż. Aleksander Górniak (Wydział Mechaniczny) – projekt „Eksperymentalne badania w symulowanych warunkach zderzeniowych oraz wyznaczanie modeli urazów pasażerów w pozycjach out-of-position (OOP) charakterystycznych dla pojazdów autonomicznych”, kwota dofinansowania: 3,5 mln zł;
• dr hab. inż. Róża Goścień, prof. uczelni (Wydział Informatyki i Telekomunikacji) – projekt „GreeNet: Przyjazne środowisku, przeżywalne oraz wyjaśnialne - modelowanie i optymalizacja transportowych sieci optycznych przyszłości”, kwota dofinansowania: 1,45 mln zł.

Ponadto nasza uczelnia jest częścią konsorcjum, któremu lideruje dr Iwona Pasternak z Politechniki Warszawskiej. Partnerem w projekcie „Wzrost epitaksjalny materiałów warstwowych na germanie dla efektywnej integracji półprzewodników 2D/3D” jest dr inż. Mikołaj Badura z Wydziału Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów.

Łączna kwota dofinansowania to 4 mln zł, z czego na PWr trafi 1,3 mln zł.

Rysowanie w materii

Fot. Leszek Zych/Polityka.

Dr hab. inż. Andrzej Żak, prof. uczelni z Wydziału Chemicznego w ramach swojego grantu zajmie się badania nad przemianami fazowymi w ciekłych kryształach. To szczególny rodzaj materii, który łączy właściwości cieczy i ciała stałego, i który znajduje zastosowanie m.in. w ekranach smartfonów oraz telewizorów.

Impulsem do rozpoczęcia tego projektu, jak często to bywa przy dużych odkryciach naukowych, był zbieg okoliczności. – Podczas obserwacji ciekłego kryształu w transmisyjnym mikroskopie elektronowym zauważyliśmy, że wiązka elektronów, która miała służyć tylko do obserwacji, zaczęła doprowadzać do materiału energię i w kontrolowany sposób zmieniać jego strukturę, niczym nanometryczny, zlokalizowany grzejnik – opowiada prof. Żak. – Zrozumieliśmy, że mikroskop może stać się nie tylko narzędziem obserwacyjnym, ale i metodą oddziaływania na materiał.

W nowym projekcie naukowca z W3 wiązka elektronów ma zostać wykorzystana jako nanometryczny „rysik termiczny”, umożliwiający tworzenie w materiale dowolnych wzorów z dotąd niespotykaną rozdzielczością.

Głównym celem jest wytworzenie rzeczywistych, działających układów optycznych, takich jak miniaturowe i przestrajalne soczewki czy siatki dyfrakcyjne, a kluczem do jego osiągnięcia będzie rozwój nowatorskiej metody 4D-STEM. – Pozwoli on opisać każdy punkt obrazu jako dwuwymiarową informację dyfrakcyjną, co znacząco zwiększa zakres i precyzję analizy struktury materiału – tłumaczy prof. Andrzej Żak.

Projekt ma także istotny wymiar teoretyczny. Wstępne wyniki badań wskazują na zaskakujące różnice między przewidywaniami symulacji a obserwacjami eksperymentalnymi. Sugeruje to, że w skali mikroskopowej zachowanie materiału może odbiegać od dotychczasowych modeli opisujących właściwości materii. – Otwiera to przed nami zupełnie nowe, intrygujące kierunki badań podstawowych – podsumowuje laureat z Wydziału Chemicznego.

Bezpieczeństwo w pojazdach autonomicznych

Rozwój samochodów autonomicznych sprawi, że wkrótce pasażerowie nie będą już musieli siedzieć wyłącznie w klasycznej, wyprostowanej pozycji. Odchylone oparcie, obrót fotela bokiem lub tyłem (tzw. pozycje out-of-position, OOP) zwiększą komfort podróży, ale staną się nowym wyzwaniem dla systemów bezpieczeństwa.

– Obecne testy zderzeniowe projektowano z myślą o tradycyjnym ustawieniu siedzenia, dlatego nie pokazują wprost, jakie jest realne ryzyko urazów w nowych konfiguracjach – mówi dr Aleksander Górniak.

W swoim projekcie naukowiec z W10 zamierza zmierzyć i opisać, jak zachowuje się ciało pasażera oraz jakie urazy są najbardziej prawdopodobne w pozycjach OOP. Badania obejmą zderzenia czołowe i tylne oraz ich warianty skośne, analizowane przy różnych kątach odchylenia oparcia. – Sprawdzimy, jak zmiana pozycji wpływa na obciążenia głowy, szyi, klatki piersiowej, miednicy i odcinka lędźwiowego – opisuje dr Górniak.

Eksperymenty zostaną przeprowadzone jako testy saniowe, czyli kontrolowane symulacje impulsu zderzeniowego. Wykorzystane będą dwa typy manekinów: powszechnie stosowany Hybrid III oraz Primus Biofidelic Dummy, który lepiej odwzorowuje biomechanikę człowieka w nietypowych ustawieniach. Porównanie ich wyników pozwoli ocenić ograniczenia obecnych narzędzi badawczych.

– Aparatura zarejestruje przyspieszenia, siły i momenty działające na ciało, a kamery szybkiego zapisu umożliwią analizę ruchu w trzech wymiarach – tłumaczy dr Aleksander Górniak.

Na tej podstawie obliczone zostaną wskaźniki urazowości, m.in. HIC (głowa), Nij i NIC (szyja) oraz BrIC (ryzyko urazu mózgu).

W projekcie sprawdzimy też czy „bezpieczne” wartości tych parametrów rzeczywiście odpowiadają rzeczywistym mechanizmom urazów w pozycjach OOP – dodaje naukowiec z W10.

Efektem badań będzie zestaw wiarygodnych danych eksperymentalnych oraz modele pozwalające przewidywać ryzyko urazów w zależności od pozycji pasażera i rodzaju zderzenia. Uzyskane wyniki wskażą, które obecne kryteria oceny bezpieczeństwa wymagają doprecyzowania w kontekście pojazdów autonomicznych oraz rozwoju modeli ciała człowieka.

Zielone i odporne sieci przyszłości

Projekt prof. Róży Goścień z Wydziału Informatyki i Telekomunikacji odpowiada na jeden z istotnych problemów współczesnego świata cyfrowego:  rosnące zużycie energii przez sektor technologii informacyjno-komunikacyjnych. Obecnie odpowiada on już za około 4% globalnego zużycia energii elektrycznej, a zapotrzebowanie to stale rośnie wraz z rozwojem usług cyfrowych.

Dzisiejsze metody zabezpieczania sieci przed awariami opierają się na utrzymywaniu nadmiarowych zasobów. Choć zwiększa to niezawodność systemów, jednocześnie prowadzi do wyższego zużycia energii i większej emisji gazów cieplarnianych.

– Celem mojego projektu jest opracowanie, wdrożenie i przetestowanie zestawu modeli oraz algorytmów, które umożliwią projektowanie transportowych sieci optycznych nowej generacji i jednocześnie energooszczędnych, odpornych na awarie i przejrzystych w działaniu – wyjaśnia prof. Róża Goścień.

Istotnym elementem badań będzie połączenie efektywności energetycznej z budowaniem zaufania do nowoczesnych technologii. – Operatorzy sieci często podchodzą ostrożnie do zaawansowanych algorytmów sterowania, ponieważ ich działanie bywa trudne do zrozumienia – podkreśla badaczka z W4. – W projekcie wykorzystam narzędzia tzw. wyjaśnialnej sztucznej inteligencji (XAI), które pozwalają analizować i interpretować decyzje podejmowane przez systemy automatyczne.

Zwiększenie przejrzystości i wiarygodności takich rozwiązań może ułatwić ich udoskonalanie oraz wdrażanie w rzeczywistych sieciach na szeroką skalę. Wyniki prac prof. Goścień mają szansę wzbogacić wiedzę z zakresu informatyki i telekomunikacji oraz znaleźć zastosowanie przy projektowaniu przyszłych standardów i protokołów sieciowych.