Zespołowe projekty studenckie 1
Strona archiwalna.
Proponowane tematy w semestrze letnim 2020/2021:
Wykorzystanie sztucznej inteligencji w analizie pokryć dielektrycznych, opiekunowie: mgr Aleksander Bogucki, Aleksander.Bogucki@fuw.edu.pl, dr Przemysław Olbratowski
1. grupa w USOS
Celem projektu jest wykorzystanie algorytmów uczenia maszynowego do eksploracji przestrzeni stosów dielektrycznych. Stosy dielektryczne wykorzystywane są m.in. jako powłoki antyodbiciowe, filtry interferencyjne czy elementy laserów. Właściwości takiego stosu mogą być łatwo wyliczone w formalizmie macierzy przejścia. Jednakże, zwiększanie liczby warstw z jednoczesnym zwiększaniem liczby dostępnych materiałów, w tym materiałów o zmiennych w trakcie użytkowania właściwościach, skutkuje uzyskaniem ogromnej liczby możliwych kombinacji. W trakcie realizacji projektu, algorytmy uczenia maszynowego (zarówno nadzorowanego jak i nienadzorowanego) będą wykorzystane do redukcji wymiarów i automatycznej klasyfikacji uzyskanych rozwiązań. Pytanie na, które będziemy próbowali znaleźć odpowiedź to "Mając podaną bazę materiałów, jakie nieoczywiste właściwości można uzyskać zestawiając je w stos dielektryczny?". Projekt będzie realizowany w środowisku Python.
Fizyka w kuchni: Sekrety domowego makaronu Lamian czyli badanie właściwości reologicznych ciasta,
opiekun: mgr Aleksander Bogucki, Aleksander.Bogucki@fuw.edu.pl
2. grupa w USOS
Gdy czyta się przepisy na różne rodzaje ciasta, często jednym z punktów receptury jest odłożenie ciasta na jakiś czas by "odpoczęło". Czy ten zabieg, jest konieczny? Czy coś zmienia? A jeśli tak, to w jakim stopniu? Jedną z trudniejszych potraw wykonywanych tylko z mąki, wody i soli jest ręcznie robiony chiński makaron Lamian. Jeśli ciasto jest odpowiednio przygotowane (elastyczne, sprężyste, wytrzymałe) i jeśli dysponujemy odpowiednimi umiejętnościami, to możemy przeprowadzić fascynujący proces wyciągania makaronu: najpierw 1 nitka, z niej 2, z nich 4, potem 8 i tak dalej, aż do momentu uzyskania bardzo satysfakcjonującej garści ślicznego i pysznego makaronu. Skąd jednak mamy wiedzieć, że ciasto już jest odpowiednie? W ramach projektu zespół przeanalizuje istniejące przemysłowe metody pomiaru właściwości reologicznych ciasta. Na tej podstawie wytypuje najważniejsze cechy mające znaczenie w domowym wyrabianiu ciasta przy produkcji makaronu Lamian. Następnie opracuje domowe metody wyznaczenia wybranych reologicznych właściwości ciasta. Poszukiwane metody powinny wykorzystywać minimalną liczbę łatwo dostępnych przedmiotów codziennego użytku. Dzięki opracowanym procedurom, zespół zweryfikuje jak na reologiczne właściwości ciasta wpływają na przykład: rodzaj mąki, stopień uwodnienia, dodatek soli, dodatki zmniejszające sprężystość (np. dezaktywowane drożdże spożywcze), czas wyrabiania, czy słynne "odpoczywanie". Prowadzący nie daje gwarancji, że pod koniec projektu osobom biorącym w projekcie uda się samodzielnie wykonać miseczkę ręcznie robionego makaronu Lamian:) Projekt jest polecany osobom lubiącym eksperymentować w kuchni i niebojącym się ubrudzić rąk.
Rejestracja promieniowania kosmicznego za pomocą liczników Geigera-Mullera i LED,
opiekun: dr hab. Marcin Konecki, prof. UW, Marcin.Konecki@fuw.edu.pl
3. grupa w USOS
Celem pracy jest uruchomienie aparatury rejestrującej w sposób widowiskowy przejście cząstek promieniowania kosmicznego. Podstawą sprzętową stanowić będą specjalnie zaprojektowane płyty, na których zainstalowane będą diody LED i liczniki Geigera-Mullera. Dzięki połączeniu z komputerem Raspberry oprócz demonstracji toru cząstki układ umożliwi bardziej precyzyjną obróbkę danych. Działający system umieszczony będzie wewnątrz budynku Pasteura 5 i wszystkim zainteresowanym będzie zapewniał na monitorze aktualną informację o promieniowaniu kosmicznym.
Projekt realizowany wspólnie ze studentami z II stopnia.
Układ do badania statystyki światła, opiekun: prof. dr hab. Tadeusz Stacewicz, Tadeusz.Stacewicz@fuw.edu.pl
4. grupa w USOS
W Pracowni Fizycznej dla zaawansowanych znajduje się układ do badania statystyki światła. W skład jego wchodzi układ laserowy, fotopowielacz i licznik fotonów. Niestety, licznik jest przystosowany do współpracy z komputerem PC AT. Mamy jeszcze jeden taki w Pracowni, o dziwo - działający, współpracujący z monitorem CRT monochromatycznym i wykorzystujący dyskietki 1.44 do komunikacji ze współczesna rzeczywistością cyfrową. Dni jego są zapewne policzone. Układ jest sterowany z pomocą software napisanego w jednym z języków, które w czasach PC AT były popularne - myślę, że C lub Pascal. Układ jest niereformowalny, bo część licznika fotonów to płyta wetknięta w slot płyty głównej maszyny PC AT, a takich płyt już nie ma. Ćwiczenie to trzeba przystosować do współczesnych komputerów. Dysponuję licznikiem fotonów z wyjściem USB 2. Licznik jest oprogramowany w Pascalu. Należałoby liczenie fotonów uruchomić z nowym licznikiem, a oprogramowanie ćwiczenia i tego licznika - scalić. Ćwiczenie polega przede wszystkim na programowaniu aparatury. Nadaje się więc dla studenta (grupy studentów), którzy to lubią. Aparatura jest do wypożyczenia. Kody software także - można wiec problem rozwiązywać w domu, co jest wygodne w czasie pandemii.
Projekt realizowany wspólnie ze studentami z II stopnia.
Organizacja konferencji MiniMody 2021, opiekun: dr Michał Karpiński, michal.karpinski@fuw.edu.pl
5. grupa w USOS
Projekt zakłada organizację drugiej edycji weekendowej konferencji studenckiej MiniMody 2021 w ramach działalności Koła Naukowego Optyki i Fotoniki UW. Studenci będą odpowiedzialni za przeprowadzenie wydarzenia, w tym za:
- zaproszenie prelegentów,
- pozyskanie finansowania,
- zorganizowanie kampanii promocyjnej oraz aktualizację strony internetowej wydarzenia,
- zorganizowanie noclegu, posiłków oraz transportu w przypadku wydarzenia stacjonarnego,
- obsługiwanie platform komunikacyjnych w przypadku wydarzenia online,
- przeprowadzenie sesji plakatowej studentów,
- rozliczenie projektu,
- raportowanie efektów projektu.
Końcowym rezultatem będzie przeprowadzenie konferencji oraz relacja zamieszczona na stronie Koła oraz na stronie wydarzenia.
Symulacje relatywistycznych zderzeń jąder atomowych, opiekun: dr hab. Krzysztof Piasecki, Krzysztof.Piasecki@fuw.edu.pl
6. grupa w USOS
Relatywistyczne zderzenia jąder atomowych - to natura w stanie ekstremalnym. Podczas tych najkrótszych obserwowalnych przez ludzkość procesów, materia jądrowa staje się ok. 100 000-krotnie gorętsza od wnętrza Słońca, a strefa zderzenia staje się źródłem nowych cząstek. Projekt ma charakter komputerowy: zapraszam szczególnie studentów, którzy lubią trochę poprogramować. Studenci uruchomią niektóre z aktualnych kodów symulujących zderzenia ciężkich
jonów: GiBUU, PHSD, UrQMD, SMASH i RQMD.RMF, sprawdzą i porównają ze sobą rezultaty, dokonają prostej analizy, a może wizualizacji? W trakcie omówimy podstawy wiedzy o zderzeniach jąder atomowych.
https://www.fuw.edu.pl/~kpias/zps2020_hicolls.pdf
Uruchomienie teleskopu astronomicznego do zadań lidarowych, opiekunowie: prof. dr hab. Tadeusz Stacewicz, Tadeusz.Stacewicz@fuw.edu.pl, dr hab. Krzysztof Markowicz, prof. UW, kmark@igf.fuw.edu.pl
7. grupa w USOS
W Pracowni Spektroskopii Laserowej zbudowany został teleskop Newtona o średnicy 250 mm przeznaczony do rejestracji sygnałów lidarowych. Jesteśmy w posiadaniu wszystkich części. Jednak teleskop ten nigdy nie został uruchomiony. Zadaniem zespołu będzie złożenie go, zamontowanie w nim kamery i zmierzenie jego podstawowych parametrów, w tym określenie przydatności do rejestracji sygnałów pochodzących od impulsów laserowych rozproszonych w atmosferze.
Uruchomienie teleskopu bliskiego pola, opiekunowie: prof. dr hab. Tadeusz Stacewicz, Tadeusz.Stacewicz@fuw.edu.pl, dr hab. Krzysztof Markowicz, prof. UW, kmark@igf.fuw.edu.pl
8. grupa w USOS
Pracownia Spektroskopii Laserowej posiada teleskop Newtona o średnicy 130 mm. Do tej pory przeznaczony był on do rejestracji sygnałów lidaru polaryzacyjnego. Zadaniem zespołu będzie przekształcenie go w teleskop "widzący ostro" w zakresie jak największym w polu bliskim. W tym celu po uruchomieniu zostanie zamontowana w nim kamera i zmierzone zostaną jego podstawowe parametry. Celem jest wykorzystanie go w lidarze bliskiego pola.
Przemiany termodynamiczne w kwantowym gazie doskonałym - fizyka z Python'em,
opiekun: dr Miłosz Panfil, Milosz.Panfil@fuw.edu.pl
9. grupa w USOS
Rozwój metod eksperymentlnych pozwala otrzymywać i kontrolować zimne gazy atomowe w bardzo niskich temperaturach w których efekty kwantowe są istotne. W takim reżimie, znany z termodynamiki gaz doskonały, nie jest już adekwatnym modelem i musi zostać zastąpiony dokonałym gazem kwantowym (fermionowym lub bozonowym w zależności od rozpatrywanych atomów). Celem projektu będzie opisanie podstawowych przemian oraz cykli termodynamicznych przy pomocy równania stanu doskonałego gazu kwantowego. Efektem projektu będzie moduł w Pythonie implementujący równanie stanu i przemiany termodynamiczne.
Webinarium Solve Climate by 2030, opiekun: mgr Joanna Sitnicka, joanna.sitnicka@fuw.edu.pl
10. grupa w USOS
Studenci pomogliby w organizacji, m.in. przygotowaliby materiały promocyjne, kontaktowaliby się ze szkołami.
Link do strony organizatora: http://solveclimateby2030.org/
Udział w projekcie należy uzgodnić z opiekunem!
Mapowanie oddziaływań białko-ligand metodą spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego,
opiekun: dr Marcin Warmiński, Marcin.Warminski@fuw.edu.pl
11. grupa w USOS
Badanie sposobu wiązania ligandów przez białka oraz oddziaływań pomiędzy białkami jest bardzo ważnym etapem poznawania naturalnych procesów komórkowych, a także projektowania nowych leków. W przypadku niewielkich białek rozpuszczalnych w wodzie, oddziaływania te można obserwować za pomocą spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego, śledząc zmiany częstotliwości rezonansowych poszczególnych atomów białka (np. na widmie korelacyjnym 1H-15N HSQC) w miarę dodawania liganda (tzw. eksperyment Chemical Shift Perturbation). Przedmiotem projektu będzie ustalenie sposobu wiązania chemicznie modyfikowanych analogów końca 5' mRNA przez białkowy czynnik inicjujący translację 4E, który to proces jest uważany za etap limitujący szybkość syntezy białek w komórkach. Zadaniem studentów będzie przygotowanie kompleksów z analogami końca 5' mRNA oraz zarejestrowanie i interpretacja widm 15N HSQC.
Fizyka w żeglarstwie, opiekun: dr Miłosz Panfil, Milosz.Panfil@fuw.edu.pl
12. grupa w USOS
Jacht żaglowy jest małym laboratorium w którym możemy doświadczać różnych zjawisk fizycznych. Poczynając od tak podstawowych jak pływanie czy napędzanie jachtu przez wiatr (lub silnik), po działanie różnych bloczków, przekładni czy węzłów przy cumowaniu, stawianiu żagli czy kotwiczeniu, po bardziej skomplikowane zjawiska wykorzystywane w radarze, sonarze czy radiokomunikacji, kończąc na pogodzie czy nawigacji. Celem projektu będzie opisanie i atrakcyjne przedstawienie wybranych zjawisk fizycznych w formie krótkiego skryptu.
Niskoszumny wzmacniacz operacyjny, opiekun: dr Mateusz Goryca, Mateusz.Goryca@fuw.edu.pl
13. grupa w USOS
Wzmacniacze operacyjne to układy elektroniczne powszechnie stosowane w urządzeniach użytkowych, jak i wykorzystywane w wielu technikach eksperymentalnych. Wiele ich podstawowych własności (jak wzmocnienie czy szum) zależy przede wszystkim od własności obwodu elektrycznego, w którym są zastosowane. Celem projektu jest opracowanie obwodu wzmacniającego o bardzo niskim szumie, z pozoru "łamiącym" fundamentalne ograniczenia wzmacniaczy operacyjnych, m.in. dzięki wykorzystaniu technik kriogenicznych. W ramach projektu studenci zapoznają się z podstawami budowy układów wzmacniających i ich zastosowaniami, poznają techniki ich charakteryzacji, a także wykorzystają podstawowe techniki kriogeniczne.
Active elastic contractile materials with turnover, supervisor: dr Daniel Matoz Fernandez, Daniel.Matoz@fuw.edu.pl
20. grupa w USOS
In contrast to conventional materials such as rubber, where the relevant properties are macroscopic and passive, such as bulk elasticity; active materials consume energy to assemble into highly organized systems of interacting parts whose structures adaptively change in response to their environment by generating forces upon compression, extensions, and shear stresses. For example, in contrast to conventional materials, which remain at rest unless driven by external forces, active materials’ spontaneous internal chemical dynamics can introduce an internal flow that applies macroscopic forces on the surrounded medium’s boundaries. The project aims to develop a theoretical and computationally effective model to incorporate essential information from the biochemical processes into a thin elastic sheet’s mechanical properties. As part of the project, you will learn the impact of physics on biological materials such as tissues and cells. You will gain research skills related to the project, such as review of the current literature and applying your physics knowledge to biological systems and elasticity problems. Additionally, you will learn object-oriented programming in Python, numerical simulations, and how to work as a part of a team with Google Collab.
Basic programming skills would be desired, at least by one of the team members. The ideal team size is 3 people.
Participation in the project requires prior agreement with the supervisor.
Konstrukcja i uruchomienie stołu obrotowego w Pracowni Mechaniki Płynów, opiekunowie: dr Maciej Lisicki, Maciej.Lisicki@fuw.edu.pl, prof. dr hab. Szymon Malinowski, Szymon.Malinowski@fuw.edu.pl
21. grupa w USOS
Celem projektu jest opracowanie i skonstruowanie stołu obrotowego do laboratoryjnej symulacji przepływów. Stół obrotowy o regulowanej prędkości ze zbiornikami na wodę i lód o różnej średnicy oraz grzałka pozwalają na wykonanie szeregu różnorodnych pokazów zjawisk zachodzących w przepływach geofizycznych, co dobrze zilustrowano na stronach interentowych MIT: http://paoc.mit.edu/labguide/circ.html. Kamera umieszczona nad stołem pozwoli wizualizować przepływy w rotującym układzie odniesienia, demonstrując efekty takie jak: siły Coriolisa, oscylacje inercyjne, kolumny Taylora, fale Rossby'ego, niestabilność baroklinową i cyrkulacje wymuszone przez tarcie. Studenci wezmą udział w projektowaniu i konstrukcji oraz testach gotowego urządzenia.
Konstrukcja i uruchomienie tunelu aerodynamicznego w Pracowni Mechaniki Płynów, opiekunowie: dr Maciej Lisicki, Maciej.Lisicki@fuw.edu.pl, prof. dr hab. Szymon Malinowski, Szymon.Malinowski@fuw.edu.pl
22. grupa w USOS
Celem projektu jest opracowanie i skonstruowanie małego tunelu aerodynamicznego. Wykonany z plexiglasu o rozmiarach ok. 80x80x200 cm, z napędem w postaci macierzy wentylatorów do chłodzenia komputerów, oraz stosowanymi zamiennie: siatką do generacji turbulencji i „plastrem miodu” do laminaryzacji przepływu, będzie wykorzystany do ćwiczeń laboratoryjnych i pokazów z mechaniki płynów: badania opływu, zjawiska oderwania strugi i turbulencji. W ćwiczeniach laboratoryjnych możliwe będzie wykonywanie pomiarów: prędkości przepływu z wykorzystaniem klasycznej anemometrii z grzanym drutem (CTA) oraz wizualizacji przepływu i pomiaru dwóch składowych prędkości z wykorzystaniem anemometrii obrazowej (PIV). Studenci wezmą udział w projektowaniu i konstrukcji oraz testach gotowego urządzenia.
Przygotowanie doświadczenia z komórką Hele-Shawa w Pracowni Mechaniki Płynów, opiekunowie: dr Maciej Lisicki, Maciej.Lisicki@fuw.edu.pl, prof. dr hab. Szymon Malinowski, Szymon.Malinowski@fuw.edu.pl
23. grupa w USOS
Celem projektu jest uruchomienie i przetestowanie komórki Hele-Shawa do demonstracji dwuwymiarowego przepływu lepkiej cieczy. Komórka Hele-Shawa wraz z wyposażeniem umożliwiającym zestawienie układu (przewody doprowadzające, pompa) zostanie zakupiona od producenta. Komórka używana będzie w demonstracjach wykładowych i ćwiczeniach laboratoryjnych zjawiska przepływów laminarnych o niskiej liczbie Reynoldsa, przepływów w ograniczonej geometrii, przepływu Poiseuille’a oraz opływu dwuwymiarowych ciał przez strumień cieczy. Zestaw pomiarowy składa się z komory, w której można umieszczać opływane przedmioty, co umożliwia demonstracje oraz przeprowadzenie praktycznych pomiarów przy użyciu kamery i znaczników PIV, oraz akcesoriów niezbędnych do zestawienia układu.
Fonony w układach silnie oddziałujących cząstek pułapkowanych optycznie, opiekun: dr Krzysztof Jachymski, Krzysztof.Jachymski@fuw.edu.pl
24. grupa w USOS
Układy kilku jonów lub atomów rydbergowskich umieszczonych w zewnętrznej pułapce są obiecującymi kandydatami do przeprowadzania symulacji i obliczeń kwantowych. Tematem projektu będzie zbadanie klasycznych i kwantowych własności modów drgań takich cząstek w realistycznych warunkach oraz możliwości ich kontroli za pomocą geometrii pułapki. Wyniki projektu będą przydatne w optymalizacji parametrów kwantowych symulatorów.
Udział w projekcie należy uzgodnić z opiekunem.
Nanostrukturalne układy z polimerów lipofilowych jako inteligentne sensory,
opiekun: dr Emilia Stelmach (Wydział Chemii), ewoznica@chem.uw.edu.pl
25. grupa w USOS
Celem projektu jest otrzymanie inteligentnych, jonoselektywnych sensorów z polimerów lipofilowych. W roli warstwy receptorowej będą wykorzystane np. jonoselektywne nanowłókna otrzymane w procesie elektroprzędzenia lub nanocząstki polimerowe otrzymane różnymi metodami syntezy. Dodatkowym elementem projektu jest zbadanie i opisanie właściwości tego typu układów jako sensorów optycznych (fluorymetria, kolorymetria) lub elektrochemicznych (potencjometria).
Udział w projekcie należy uzgodnić z opiekunem.
Niepożądana synchronizacja, opiekun: dr Tomasz Gubiec, tomasz.gubiec@fuw.edu.pl
26. grupa w USOS
Celem projektu jest wykonanie edukacyjnego filmu, dostępnego w internecie, w którym autorzy analizują zjawisko synchronizacji wielu elementów układu i to kiedy takie zjawisko jest pożądane, a kiedy nie. Film będzie zobrazowany własnymi symulacjami modeli zjawisk które będą opisywane jak np. modelem Kuramoto.
Robot kroczący, opiekun: mgr Piotr Kaźmierczak, Piotr.Kazmierczak@fuw.edu.pl
27. grupa w USOS
Celem projektu jest budowa robota kroczącego, mającego imitować ptaka brodzącego po płytkiej wodzie, próbującego łapać owady. Robot posłuży do projektu naukowego, badającego behawioralne zachowania owadów. Istnieje możliwość wykonania tego projektu w ramach ZPS2.
Sympozjum Młodych Naukowców, opiekun: dr hab. Jacek Szczytko, Jacek.Szczytko@fuw.edu.pl
28. grupa w USOS
Organizacja Sympozjum Młodych Naukowców 2021.
Udział w projekcie należy uzgodnić z opiekunem.
Zaprojektowanie i wykonanie polimerowych ogniw słonecznych o rozmiarach użytkowych, opiekunowie:
dr hab. Krzysztof Korona, prof. UW, Krzysztof.Korona@fuw.edu.pl, mgr Wojciech Mech, wojciech.mech@fuw.edu.pl
29. grupa w USOS
Projekt zamknięty.
Archiwum: 2020/2021 zima