Osiągnięcia wydziału

Najważniejsze osiągnięcia na Wydziale Matematyki, Fizyki i Techniki

  1. Centrum Doskonałości Badań Materiałów Porowatych
    W ramach Wydziału Uniwersytetu działa Centrum Doskonałości Badań Materiałów Porowatych POROCENT, realizującym badania teoretyczne i eksperymentalne materiałów porowatych i zachodzących w nim procesów. Jest to jedyne Centrum Doskonałości powołane przez Ministra Nauki w regionie kujawsko-pomorskim oraz jedyny ośrodek naukowy w Polsce, w którym prowadzone są kompleksowe badania materiałów porowatych. Badania te prowadzone są przez zespół pracowników naukowych o wieloletnim doświadczeniu w tym zakresie oraz o uznanym międzynarodowym dorobku i licznych kontaktach naukowych z ośrodkami naukowymi w kraju i zagranicą. Trzon Centrum tworzą pracownicy, realizujący badania materiałów porowatych od ponad trzydziestu lat, zatrudnieni wcześniej w poznańskim oddziale Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN. Badania teoretyczne centrum koncentrują się na opisie mechaniki wielofazowych, materiałów porowatych z uwzględnieniem zjawisk termicznych, chemicznych i elektrycznych oraz roli struktury porów w tych zjawiskach. Centrum dysponuje specjalistycznym zapleczem eksperymentalnym wysokiej klasy do nowoczesnych, nieinwazyjnych badań ultradźwiękowych materiałów porowatych, do pomiaru parametrów struktury porów oraz ich własności fizycznych. Znaczenie Badań prowadzonych przez Centrum określa fakt powszechnego występowania tych materiałów w przyrodzie, organizmach żywych i zaawansowanej technice. Występują one jako materiały naturalne, np. skały, grunty; materiały biologiczne, np. drewno, tkanki kostne i miękkie, błony oraz jako różnorodne materiały techniczne, np. porowate spieki metali, spienione metale, spieki ceramiczne, filtry, ceramika budowlana, porowate materiały sztuczne, aerożele.
    http://www.naukiscisle.ukw.edu.pl/jednostka/wydzial_matematyki_fizyki/osiagniecia-wydzialu
  1. Teoria kapilarnego transportu cieczy i gazu w nienasyconych materiałach porowatych
    W ramach prac teoretycznych Centrum Doskonałości Badań Materiałów Porowatych działającego na Wydziale Matematyki, Fizyki i Techniki UKW w Bydgoszczy sformułowano nową teorię opisującą makroskopowe zjawiska transportu kapilarnego cieczy i gazu w nienasyconych materiałach porowatych, opublikowaną w pracy: M.Cieszko, 2016 (Meccanica, 51(10), 1-22, DOI: 10.1007/s11012-016-0368-4). Nowy opis sformułowano w ramach metod wielofazowej racjonalnej mechaniki kontinuum i oparto na trzech kluczowych założeniach. Dotyczą one: podziału cieczy w przestrzeni porów na dwa makroskopowe składniki (ciecz mobilną oraz nieruchomą ciecz kapilarną) wymieniające między sobą masę i energię; opisu ruchu menisków niezależnym makroskopowym polem prędkości oraz parametryzacji zmian nasycenia ośrodka składnikami przez polową wielkość skalarną. Dodatkowe pole prędkości umożliwia modelowanie mechanizmów ruchu menisków w przestrzeni porów. Z kolei, parametryzacja nasycenia rozszerza wymiarowość opisu procesów zachodzących w nienasyconym materiale porowatym. W rezultacie otrzymano kompletny układ nieliniowych silnie sprzężonych równań różniczkowych cząstkowych opisujących mechaniczne procesy kapilarnego transportu cieczy i gazu w nienasyconych materiałach porowatych. Z równań tych wynika, że procesy kapilarnego transportu w takich ośrodkach zachodzą w pięciowymiarowej ciśnienio-czaso-przestrzeni. Oznacza to, że jakakolwiek próba opisu tych procesów jedynie w kategoriach zmian czasowych i przestrzennych musi zawsze prowadzić do niejednoznacznych zależności i niewytłumaczalnych zjawisk, wynikających z redukcji jednego wymiaru przestrzeni przebiegu tych procesów.
    http://www.naukiscisle.ukw.edu.pl/jednostka/wydzial_matematyki_fizyki/osiagniecia-wydzialu
  1. Zastosowanie sieci neuronowych do korekcji pozycjonowania serwonapędu obrabiarek CNC
    Pani dr inż. Izabela Rojek, zatrudniona na Wydziale Matematyki, Fizyki i Techniki, jako członek zespołu wykonującego projekt badawczy NCBiR pn.: Rodzina uniwersalnych, wysokowydajnych centrów tokarskich nowej generacji (INNOTECH-K3/IN3/19/226994/NCBR/14), kierowanego przez prof. dr hab. inż. Romana Stańka, realizowanego na Politechnice Poznańskiej w latach 2014-2016, otrzymała w 2016 roku wraz z Fabryką Obrabiarek Precyzyjnych AVIA S.A. Warszawa Złoty Medal Międzynarodowych Targów Poznańskich na Targach Innowacje-Technologie-Maszyny, za zastosowanie praktyczne wyników badań naukowych. Badania te wykorzystane zostały przy budowie centrum tokarskiego ze sterowaną osią Y typu AVIATurn 50MY z rodziny uniwersalnych wysokowydajnych centrów tokarskich nowej generacji AVIATurn 50 i 63 wyprodukowanego przez Fabrykę Obrabiarek Precyzyjnych AVIA S.A. Zadaniem dr Rojek była analiza dostępnych struktur sieci neuronowych pod kątem ich przydatności do sterowania kompensacją odkształceń termicznych śrub tocznych obrabiarek CNC oraz opracowanie modeli sieci neuronowych realizujących taką funkcję. Dla predykcyjnej kompensacji takich odkształceń wykorzystano jednokierunkowe wielowarstwowe sieci neuronowe ze wsteczną propagacją błędu (MLP), sieci o radialnych funkcjach bazowych RBF oraz sieci samoorganizujące się Kohonena. Modele takie umożliwiają bez czujnikową kompensację odkształceń termicznych śrub tocznych, na podstawie danych historycznych. Modele takie umożliwiają prognozowanie wydłużenia śruby na podstawie wartości momentu obrotowego i prędkości obrotowej silnika, a przez to poprawianie dokładności pozycjonowania serwonapędu obrabiarki CNC. Modele te przetestowano na danych rzeczywistych.
    http://www.naukiscisle.ukw.edu.pl/jednostka/wydzial_matematyki_fizyki/osiagniecia-wydzialu
  1. Doktorat honoris causa Uniwersytetu Zielonogórskiego dla profesora Lecha Górniewicza
    Pan prof. dr hab. Lech Górniewicz, pracownik Instytutu Matematyki na Wydziale Matematyki, Fizyki i Techniki Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego w 2013 roku został uhonorowany przez Uniwersytet w Zielonej Górze tytułem doktora honoris causa. Pan prof. Górniewicz jest wybitnym polskim matematykiem, badaczem teorii punktów stałych i ich zastosowań w równaniach i inkluzjach różniczkowych. Cieszy się niekwestionowanym uznaniem w międzynarodowym środowisku matematycznym. Był profesorem wizytującym na wielu czołowych uniwersytetach Europy: w Moskwie, Bonn, Sherbrooke, Calabrii, Monachium, Florencji, Rzymie oraz Ameryki Północnej: w Montrealu,. Uczestniczy w kolegiach redakcyjnych wielu czasopism matematycznych o zasięgu międzynarodowym: Fixed Point Theory and Applications (USA), Set Valued Analysis (Włochy), Journal of Fixed Point Theory (Indie), Advances In Fixed Point Theory (Kanada) oraz jest redaktorem naczelnym czasopisma Fixed Point Theory (Rumunia). Profesor posiada bogaty dorobek naukowy. Najobszerniejszą jego część (120 pozycji) stanowią artykuły naukowe opublikowane w czasopismach matematycznych o wysokiej randze międzynarodowej. Ważne miejsce w dorobku naukowym Profesora zajmują Jego wydawnictwa monograficzne. Z ośmiu monografii dwie zostały wydane przez Kluwer Academic Publishers, dwie przez wydawnictwo Springer-Verlag, jedna przez wydawnictwo De Gruyter, a trzy pozostałe przez wydawnictwa krajowe. Szczególne miejsce na tej liście zajmuje współautorska monografia Topological Fixed Point Theory of Multivalued Mappings. Została ona wydana w 1999 roku przez Kluwer Academic Publisher i wznowiona w 2006 roku przez wydawnictwo Springer, które planuje obecnie jej digitalizację.
    http://www.naukiscisle.ukw.edu.pl/jednostka/wydzial_matematyki_fizyki/osiagniecia-wydzialu
  1. Elektrody diamentowe o podwyższonej czułości elektrochemicznej do zastosowań jako sensory biologiczne
    Zespół naukowy Instytutu Fizyki na Wydziale Matematyki, Fizyki i Techniki Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego w składzie prof. Dr hab. Kazimierz Fabisiak oraz dr Kazimierz Paprocki opracowali metodę wytwarzania bezdomieszkowych elektrod diamentowych o podwyższonej czułości elektrochemicznej, zapewniających trudne do pogodzenia przeciwstawne właściwości: szerokie okno elektrochemiczne oraz małą aktywnością elektrokatalityczną. Elektrody tego typu otwierają nowe możliwości budowy sensorów biologicznych o bardzo dużym potencjale zastosowań praktycznych. Obecnie w zespole kierowanym przez prof. Fabisiaka trwają prace nad budową prototypu biosensora pracującego w układzie SG FFT (Solution Gated Field Effect Transistor). Wyniki badań z tego zakresu zostały opublikowane w 18 artykułach naukowych w czołowych międzynarodowych czasopismach zamieszczonych na liście A wykazu czasopism MNiSW. Znaczenie tego osiągnięcia znalazło także odzwierciedlenie w przyznanych temu rozwiązaniu nagrodach na międzynarodowych wystawach wynalazków: 1) srebrny medal na Międzynarodowej Wystawie Wynalazków ITEX, Kuala Lumpur (Malezja), 2014 r. oraz nagroda specjalna Koreańskiego Stowarzyszenia Promocji Wynalazków; 2) złoty medal na Międzynarodowej Wystawie Wynalazków PROINVENT, Cluj-Napoca, Rumunia, 2013 r., a także dyplom Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego za zastosowanie praktyczne wyników badań naukowych, Warszawa, 2014 r.
    http://www.naukiscisle.ukw.edu.pl/jednostka/wydzial_matematyki_fizyki/osiagniecia-wydzialu
  1. Międzynarodowy kurs: Analytical and Computer Assisted Methods in Mathematical Models
    Pracownicy Instytutu Matematyki WMFiT UKW: Pani dr Katarzyna Chmielewska oraz dr Pan Piotr Sworowski w latach 2011-2013 zorganizowali międzynarodowy kurs typu LLP Erasmus pt. „Analytical and Computer Assisted Methods in Mathematical Models”, w którym łącznie wzięło udział ponad 140 studentów i 15 nauczycieli akademickich z siedmiu partnerskich uczelni: Uniwersytet Kazimierza Wielkiego (Bydgoszcz), Uniwersytet Śląski (Katowice), Karlsruhe Institute of Technology (Niemcy), University of Debrecen (Węgry), Babes-Bolyai Univeristy  (Cluj-Napoca, Rumunia), University of Craiova (Rumunia), West University of Timisoara (Rumunia). Tematyka kursu realizowanego w trzech dwutygodniowych edycjach obejmowała zagadnienia z zakresu: równań i nierówności funkcyjnych, teorii wypukłości, optymalizacji oraz kryształów fotonicznych, a także zastosowań metod komputerowych do rozwiązywania równań funkcyjnych oraz dowodzenia twierdzeń matematycznych. Kurs uzyskał nagrody EduInspirator i EduInspiracje w kategorii LLP Erasmus oraz wyróżniony przez Narodową Agencję Programu Erasmus.
    http://www.naukiscisle.ukw.edu.pl/jednostka/wydzial_matematyki_fizyki/osiagniecia-wydzialu
  1. Metoda i urządzenie do diagnostyki stanu materiałów i elementów konstrukcji bezkontaktową techniką ultradźwiękową
    Zespół pracowników Instytutu Mechaniki i Informatyki Stosowanej na Wydziale Matematyki, Fizyki i Techniki Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego pod kierownictwem prof. Mariusza Kaczmarka opracował nową metodę diagnostyki stanu materiałów oraz elementów konstrukcji wykorzystującą technikę spektroskopii ultradźwiękowych fal powierzchniowych lub płytowych. Zbudowano sterowany komputerowo prototyp ultradźwiękowego systemu skanującego powierzchnię badanego materiału w trybie bezkontaktowego generowania i odbioru fal. Skaner wyposażono w oprogramowanie sterujące silnikami poruszającymi przetwornikami ultradźwiękowymi oraz akwizycją i przetwarzaniem sygnałów falowych, celem wyznaczenia charakterystyk dyspersyjnych, rozkładów amplitudowych i innych deskryptorów falowych. Oryginalność metody oraz rozwiązań zastosowanych w skanerze została zastrzeżona w zgłoszeniach patentowych: Układ bezkontaktowej kontroli jakości materiałów płytowych w ruchu (nr. P.406963) oraz Sposób bezkontaktowej kontroli jakości płyt (nr. P.411147). Opis techniki pomiarowej oraz wybrane wyniki badań zamieszczono w publikacjach: 1) M. Kaczmarek, B. Piwakowski, R. Drelich, Non-Contact Ultrasonic Non-Destructive Techniques: State of the Art and Their Use in Civil Engineering, Journal of Infrastructure Systems, v. 23, 1, 2017, 2) Drelich, R., Gorzelańczyk, T., Pakuła, M., Schabowicz, K., Automated control of cellulose fibre cement boards with a non-contact ultrasound scanner, Automation in Construction, 57 55–63, 2015. System został zainstalowany na linii produkcyjnej w firmie Quartek Sp z oo. do oceny jakości płyt celulozowo-cementowych.
    http://www.naukiscisle.ukw.edu.pl/jednostka/wydzial_matematyki_fizyki/osiagniecia-wydzialu
  1. System wspomagania rozwoju percepcyjno-poznawczego niemowląt i dzieci
    Pan dr inż. Dariusz Mikołajewski, zatrudniony na Wydziale Matematyki, Fizyki i Techniki Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego, jako członek zespołu kierowanego przez prof. Włodzisława Ducha z Uniwersytetu Mikołaja Kopernika brał udział w opracowaniu informatycznego systemu wspomagania rozwoju percepcyjno-poznawczego niemowląt i dzieci. Zadaniem tego systemu jest monitorowanie rozwoju zdolności percepcyjno-poznawczych, wczesna diagnostyka i zapobieganie nieprawidłowościom rozwoju. Istotę rozwiązania stanowi wykorzystanie do interakcji systemu złożonego z inteligentnych urządzeń monitorujących i wspomagających rozwój zdolności percepcyjno-kognitywnych u dzieci w różnym wieku, szczególnie niemowląt, u których nie jest możliwa świadoma, kontrolowana reakcja na prezentowany bodziec. Jest to system nieinwazyjny, umożliwiający interakcyjne rozwijanie oraz doskonalenie wybranych umiejętności dziecka w warunkach dla niego przyjaznych, w formie atrakcyjnej zabawy. Dotyczy to szczególnie profilaktyki problemów z zaburzeniami mowy, np. dysleksji; poprawy słuchu fonematycznego i muzycznego, percepcji wzrokowej i wrażliwości na barwy oraz pamięci; rozwoju ciekawości i motywacji do działania. Pan dr Mikołajewski był odpowiedzialny w Zespole za biocybernetyczne modelowanie procesów poznawczych (informatyka neurokognitywna) oraz za rozwijanie zastosowań technologii informatycznych (w tym inteligencji obliczeniowej) w diagnostyce oraz terapii. Zespół ten za opracowanie ww. systemu uzyskał szereg nagród i wyróżnień na międzynarodowych i krajowych targach i wystawach wynalazczości: w Brukseli, w Paryżu, Pittsburghu (USA) i Krakowie.
    http://www.naukiscisle.ukw.edu.pl/jednostka/wydzial_matematyki_fizyki/osiagniecia-wydzialu
  1. Laboratorium Materiałów Luminescencyjnych
    W 2013 roku w Instytucie Fizyki na Wydziale Matematyki, Fizyki i Informatyki Uniwersytetu Kazimiera Wielkiego w Bydgoszczy utworzone zostało nowe Laboratorium Materiałów Luminescencyjnych. Zespół pracowników naukowych tego laboratorium pod kierownictwom prof. dr hab. Yuriya Zorenko prowadzi zaawansowane badania oraz prace inżynieryjne na światowym poziomie naukowym nad syntezą nowoczesnych materiałów luminescencyjnych w postaci warstw monokrystalicznych złożonych tlenków. Profesor Zorenko jest twórcą nowej technologii materiałów luminescencyjnych, w której wykorzystuje się metodę epitaksji z fazy ciekłej (metoda LPE) do wytwarzania materiałów luminescencyjnych w formie warstw monokrystalicznych Światowy poziom badań naukowych Zespołu potwierdzają: (i) przyznanie Instytutowi prawa do organizowania prestiżowej konferencji o światowym zasięgu (EURODIM 2018 „Defects in Insulating Materials”); (ii) przyznanie Uniwersytetowi Kazimierza Wielkiego roli lidera w konsorcjum naukowym, złożonym z jednostek z Polski, Niemiec, Belgii i Rosji, oraz przyznanie projektu badawczego Unii Europejskiej w Programie Horyzont 2020 (NANOLUX ID 286 „Nanoceramiczne fosfory dla diod białych wysokiej mocy na bazie domieszkowanych jonami Ce3+ i parami jonów Ce3+-Eu2+ granatów krzemianowych”), w którym prof. Y. Zorenko pełni rolę koordynatora; a także (iii) realizacja dwóch projektów badawczych Narodowego Centrum Nauki (No 2012/07/BS/ST5/02376 (2013-2016); No 2016/21/B/ST8/03200 (2017-2019)) z tego zakresu oraz (iv) liczne publikacje w czasopismach z listy JCR (57 prac w latach 2013-2017), oraz liczne wystąpienia na międzynarodowych konferencjach.
    http://www.naukiscisle.ukw.edu.pl/jednostka/wydzial_matematyki_fizyki/osiagniecia-wydzialu

 

  1. Model Skierowanych Liczb Rozmytych

Pan dr Piotr Prokopowicz, zatrudniony na Wydziale Matematyki, Fizyki i Techniki Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego (UKW), jako członek zespołu kierowanego przez prof. Witolda Kosińskiego (zatrudnionego w UKW na drugim etacie), brał udział w opracowaniu koncepcji i teorii skierowanych liczb rozmytych wykorzystywanych przy opisie i przetwarzaniu nieprecyzyjnych danych (https://pl.wikipedia.org/wiki/Skierowane_liczby_rozmyte). Cechą charakterystyczną skierowanych liczb rozmytych w stosunku do wypukłych liczb rozmytych jest wprowadzenie niezależnego względem liczb porządku brzegów rozmytych oraz zamiana dziedziny argumentów ze zbiorem wartości. Umożliwia to realizację podstawowych działań arytmetycznych na tego typu liczbach rozmytych w oparciu o działania na odpowiadających sobie funkcjach. Dzięki temu w działaniach na skierowanych liczbach rozmytych nie występuje zjawisko zwiększania rozmycia liczb, charakterystyczne dla działań na wypukłych liczbach rozmytych, umożliwiając rozwiązywanie prostych równań algebraicznych w taki sam sposób jak w dziedzinie liczb rzeczywistych. Skierowane liczby rozmyte pozwalają na wprowadzenie nowych metod obliczeń, nie tylko na wielkościach nieprecyzyjnych z zachowaniem informacji o trendzie , ale także w obszarze systemów rozmytych. Umożliwiają one bowiem opracowanie nowych operatorów wnioskowania, wyostrzania oraz agregacji. O znaczeniu osiągnięć Zespołu w opracowaniu koncepcji i teorii skierowanych liczb rozmytych świadczą liczne publikacje z tego zakresu, osiągające nawet wartość 50 punktów na liście czasopism punktowanych MNiSW (W. Kosiński, P. Prokopowicz, A. Rosa, 2013, DOI: 10.1109/TFUZZ.2013.2243456)

http://www.naukiscisle.ukw.edu.pl/jednostka/wydzial_matematyki_fizyki/osiagniecia-wydzialu

 

 

 

  1. Technologie wytwarzania pianek poliuretanowych o podwyższonych własnościach termoizolacyjnych i obniżonej palności

Zespół Katedry Chemii i Technologii Poliuretanów Wydziału Matematyki, Fizyki i Techniki Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego, kierowany przez prof. dr hab. inż. Bogusława Czupryńskiego opracował nowe technologie wytwarzania pianek poliuretanowych z dodatkiem związków poprawiających charakterystykę wytrzymałościową oraz własności termoizolacyjne, a także zmniejszających właściwości palne oraz dymotwórcze pianek. Pianki powszechnie wykorzystuje się m.in. w budownictwie, w przemyśle samochodowym, obuwniczym i meblarskim. O znaczeniu wyników oraz opracowań Zespołu w tym zakresie świadczy uzyskanie 5 patentów oraz 2 zgłoszeń patentowych, a także liczne publikacje w renomowanych czasopismach z listy JCR.

http://www.naukiscisle.ukw.edu.pl/jednostka/wydzial_matematyki_fizyki/osiagniecia-wydzialu

Uniwersytet Kazimierza Wielkiego, Wydział Matematyki, Fizyki i Techniki, ul. M.K. Ogińskiego 16,

85-092 Bydgoszcz, tel. 52 32 36 740