"Integration of UA-PL-USA students and researchers to advanced science and technology of amorphous materials"
Finansowanie NAWA 518 340 PLN
Pierwszy projekt „Integracja studentów i badaczy UA-PL-USA z zaawansowaną nauką i technologią materiałów amorficznych”, jest koordynowany przez dra Yaroslava Shpotyuka z Uniwersytetu Rzeszowskiego. Wyjątkowość tego projektu polega na połączeniu doświadczenia i wiedzy trzech uczestniczących w nim instytucji: Uniwersytetu Rzeszowskiego, Austin Peay State University i Lwowskiego Uniwersytetu Narodowego im. Iwana Franki w realizacji trzech podprojektów, które należą do jednego obszaru - nauki o materiałach amorficznych.
Każdy podprojekt został zaproponowany przez inną instytucję i będzie nadzorowany przez jej koordynatora, podczas gdy dwie pozostałe instytucje będą uczestniczyć w jego realizacji. Oczekuje się, że realizacja projektu przyniesie nowe metody diagnostyczne w medycynie, a także przełomowe wyniki w zakresie badań nad materiałami, używanymi w produkcji pokryć antybakteryjnych oraz pozwoli na nowe zastosowanie materiałów amorficznych w fotonice.
„Pomyślna realizacja tej części badań, za którą odpowiadam, znacznie skróci czas wykrywania chorób, szczególnie w przypadku choroby Fabry'ego, gdzie konwencjonalne metody diagnostyczne wymagają analizy genetycznej.
Szybka identyfikacja złożonych biomolekuł, stanowiących markery wielu rzadkich chorób, to nie tylko redukcja kosztów diagnostyki, ale też ogromne znaczenie dla ochrony zdrowia, a czasami także i życia ludzkiego”
– mówi dr Yaroslav Shpotyuk z Uniwersytetu Rzeszowskiego.
„W wyniku badań, które koordynuję, powstanie zaawansowany materiał szklany, który można będzie zastosować w produkcji sprzętu medycznego i powłok antybakteryjnych. Obecne szkła antybakteryjne nie są wystarczająco trwałe, co przekłada się na stopień ich niezawodności. Nowy materiał szklany, nad którym pracujemy, zapobiegnie rozprzestrzenianiu się chorób bakteryjnych w środowisku szpitalnym czy klinicznym. Powłoka antybakteryjna będzie miała też szersze zastosowanie, na przykład w miejscach takich jak szkoły, siłownie, biura i inne przestrzenie publiczne"
– przekonuje dr Andriy Kovalskiy z Austin Peay State University.
O podprojekcie nadzorowanym przez Narodowy Uniwersytet im. Iwana Franki we Lwowie mówi prof. Andriy Luchechko, jego koordynator: „Białe diody LED (WLEDs) są integralną częścią technologii oświetlenia półprzewodnikowego ze względu na ich znaczną przewagę nad tradycyjnymi źródłami światła, obejmującą niskie zużycie energii elektrycznej, dłuższą żywotność i wysoką wydajność. Wstępne badania pokazują, że szkła lito-borowe domieszkowane cerem (Ce) i dysprozem (Dy) mają ogromny potencjał w zakresie opracowania nowego typu wydajnych luminoforów do rozwiązań WLED. Zatem w ramach tego podprojektu zbadane zostaną nowe matryce szklane domieszkowane jonami metali ziem rzadkich."
Zdaniem współpracujących koordynatorów wszystkie opisane projekty znacząco wpłyną na wyniki nowych ważnych badań naukowych. Jednak najważniejszym celem tego projektu jest zaangażowanie studentów z uczestniczących instytucji w międzynarodową współpracę naukową. Tworzenie wspólnych zespołów badawczych, złożonych ze studentów i naukowców ma na celu wykorzystanie naukowego i intelektualnego synergizmu różnych systemów edukacyjnych: Polski, Ukrainy i USA. Ponadto projekt ten pozwoli jego uczestnikom zapoznać się z kulturą innych krajów biorących w nim udział.
"Spectral and geometric methods for damped wave equations with applications to fiber lasers"
Finansowanie NAWA 596 880 PLN
Koordynatorem drugiego projektu, „Metody spektralne i geometryczne dla zaburzonych równań falowych z zastosowaniami do laserów światłowodowych”, jest prof. Yuriy Tomilow z Instytutu Matematycznego Polskiej Akademii Nauk.
Projekt dotyczy matematyki stosowanej i znajduje się na pograniczu teorii układów dynamicznych, analizy i fizyki matematycznej. W jego ramach zostaną przeprowadzone badania własności spektralnych i asymptotycznych zaburzonych równań falowych na rozmaitościach i grafach metrycznych oraz zastosowania tych własności do modelowania laserów światłowodowych.
"A Universal Biosensing Platform Amplifying Signals Produced by NAD+/NADH-Dependent Enzymes"
Finansowanie NAWA 646 580 PLN
Trzeci, współfinansowany przez NAWA projekt - “A Universal Biosensing Platform Amplifying Signals Produced by NAD+/NADH-Dependent Enzymes” będzie realizowany na Wydziale Chemii Uniwersytetu Warszawskiego. Pełnomocnikiem UW jest dr Klaudia Kaniewska.
„Celem naszego projektu jest stworzenie nowatorskich systemów regulowanych wieloma sygnałami, które integrują chimeryczny enzym z "inteligentnymi" hydrożelami i nanocząstkami magnetycznymi - mówi dr Oleh Smutok z Wydziału Chemii i Nauk Biomolekularnych Uniwersytetu Clarkson.
Otworzy to nowe możliwości w różnych obszarach biosensoryki, w tym w zastosowaniach biomedycznych, środowiskowych i kryminalistycznych.
Prof. Evgeny Katz z Wydziału Chemii i Nauk Biomolekularnych, z Uniwersytetu Clarkson, o zaletach międzynarodowej współpracy mówi tak: „Nowatorskie badania sformułowane w niniejszym suplemencie zwiększają funkcjonalność procesu biosensorycznego, opartego na enzymie chimerycznym NAD+/NADH poprzez włączenie go do "inteligentnych" materiałów reagujących na sygnał (hydrożeli i/lub nanocząstek magnetycznych). Należy podkreślić, że sztuczne enzymy allosteryczne aktywowane kofaktorami NAD+ lub NADH nigdy wcześniej nie zostały stworzone i zbadane. Przedstawione przez nas nowatorskie podejście rozwiązuje problem kosztownej i czasochłonnej syntezy sztucznego chimerycznego enzymu dla każdego nowego analitu. Pierwotna propozycja rozwiązuje ten problem poprzez połączenie komercyjnych enzymów NAD+/NADH, które są dostępne dla wielu różnych substratów analitu, z chimerycznym enzymem specyficznym dla kofaktorów NAD+ lub NADH. Rzeczywiście, pierwszy enzym wytwarza kofaktory NAD+ lub NADH w odpowiedzi na liczne możliwe anality, a następnie drugi enzym wiąże wytworzony kofaktor i przekłada zmiany konformacyjne na jednostkę biokatalityczną, włączając ją i aktywując reakcję biokatalityczną. W ten sposób wiązanie pojedynczej cząsteczki analitu aktywuje reakcję biokatalityczną, wytwarzając wzmocniony sygnał wyjściowy. Teraz, dzięki międzynarodowej współpracy, połączymy te enzymy z inteligentnymi materiałami, aby zwiększyć ich funkcjonalność.”
Doktor Klaudia Kaniewska podkreśla, że ta współpraca jest ważna między innymi z powodu jej multidyscyplianrnego i międzynarodowego charakteru. „Proponowane badania wymagają podejścia wielodyscyplinarnego, ponieważ stanowią połączenie różnych dziedzin badawczych (biologia syntetyczna, bioelektrochemia, chemia materiałów "inteligentnych" reagujących na sygnał), prowadząc do wyników w dziedzinie biosensoryki, które nie mogą być uzyskane bez tego wielodyscyplinarnego podejścia, dlatego praca w międzynarodowym zespole jest kluczowa dla sukcesu projektu. To świetna okazja do nawiązania długoterminowej współpracy i wymiany doświadczeń, a także ma aspekt edukacyjny poprzez wprowadzenie młodych badaczy do międzynarodowej społeczności naukowej” – mówi dr Kaniewska.
Prof. Mychajło Gonczar z Instytutu Biologii Komórki Narodowej Akademii Nauk Ukrainy dodaje: „Należy zauważyć, że systemy enzymatyczne z sygnałem wzmacnianym i zdolnością do przełączania się znajdą wiele zastosowań w obszarach naukowych i technologicznych, związanych z biosensoryką, ale nie będą używane bezpośrednio w tradycyjnych rozwiązaniach dotyczących czujników. Te zastosowania obejmą, ale nie będą ograniczone do, systemów obliczeniowych opartych na enzymach, gdzie przetwarzanie sygnałów będzie wykonywane w trybie binarnym (0,1 / Prawda/Fałsz), naśladując operacje logiki Boola i inne zadania obliczeniowe (np. pół-dodawanie/pełno-dodawanie, urządzenia bezpieczeństwa z klawiaturą itp.). Inne możliwe zastosowanie może obejmować systemy bioelektroniczne o zdolności do przełączania, na przykład, sygnałowo-kontrolowane ogniwa biopaliwowe działające jako implantowane lub noszone przez użytkownika bioelektroniczne urządzenia z funkcją adaptacyjną.”
Zdaniem dra Marcina Karbarza z Uniwersytetu Warszawskiego te badania podstawowe dają obietnicę licznych zastosowań uniwersalnego biosensora zintegrowanego z materiałami reagującymi na sygnał. „Wyniki naszych badań doprowadzą do nowej ogólnej koncepcji biosensorów z łatwą adaptacją do różnych analitów mierzonych z bardzo wysoką czułością (subnanomolarnych stężeń), kontrolowanych przez różnorodne sygnały fizyczne (elektryczne lub magnetyczne). Otworzy to nowe możliwości w różnych podobszarach biosensoryki, obejmujących zastosowania biomedyczne, środowiskowe, kryminalistyczne, bezpieczeństwa wewnętrznego itp.” – dodaje dr Karbarz.
"Sustainable intelligent software enhanced with parallel co-processors for future high-energy physics experiments"
Finansowanie NAWA 570 400 PLN
Koordynatorem projektu „Zrównoważone inteligentne oprogramowanie wzbogacone o współprocesory równoległe do przyszłych eksperymentów z wysokoenergetyczną fizyką” jest prof. Tomasz Szumlak z Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH w Krakowie.
Międzynarodowa współpraca między naukowcami, programistami i ekologami z AGH, Uniwersytetu Princeton University, Narodowego Uniwersytetu im. Tarasa Szewczenki w Kijowie i Uniwersytetu Wileński ma zapewnić zrównoważony rozwój technologii w fizyce wysokich energii przy przestrzeganiu zasad etyki danych i z troską o środowisko naturalne.
„W ramach projektu NAWA IMPRESS-U chciałbym zająć się problemem zrównoważonego rozwoju oprogramowania naukowego, które jest kluczowe dla zapewnienia dokładności, niezawodności i trwałości badań. Eksperymenty HEP często trwają dziesięciolecia, wymagając oprogramowania, które może przetrwać i ewoluować wraz ze zmieniającym się krajobrazem technologicznym. Zrównoważone praktyki w zakresie oprogramowania są niezbędne do zarządzania złożonością tych eksperymentów, utrzymania integralności danych i ułatwienia odtwarzalności, która jest fundamentem badań naukowych. Pracując z młodymi naukowcami, chciałbym zająć się przekazywaniem wiedzy i współpracą interdyscyplinarną. Pierwsza z tych kwestii jest związana z faktem, że członkowie zespołu mogą się zmieniać w trakcie trwania długoterminowego eksperymentu. Zapewnienie ciągłości poprzez kompleksową dokumentację i praktyki transferu wiedzy jest niezbędne, aby zapobiec utracie krytycznej wiedzy specjalistycznej. Drugi aspekt dotyczy zrównoważonego rozwoju oprogramowania w eksperymentach fizycznych, które często wymagają współpracy między różnymi dyscyplinami. Przełamywanie barier między twórcami oprogramowania a fizykami w celu stworzenia oprogramowania spełniającego potrzeby naukowe przy jednoczesnym przestrzeganiu najlepszych praktyk programistycznych może być wyzwaniem. Oba tematy są również związane ze starzeniem się technologii i zarządzaniem złożonością” – mówi prof. Tomasz Szumlak.
Dr hab. inż. Tomasz Bołd z Wydziału Fizyki i Techniki Jądrowej AGH w ramach realizowanego projektu chce zbadać, w jaki sposób duża ilość danych, które zostaną wygenerowane przez HL-LHC, może być wykorzystywana bardziej efektywnie.
„Wśród licznych obowiązków, jakie duże eksperymenty naukowe mają wobec społeczeństwa, jest wyznaczanie trendów i ustanawianie najlepszych praktyk prowadzenia badań. Jednym z pojawiających się trendów, który moim zdaniem musi nabrać jeszcze większego rozpędu, jest odpowiedzialne podejście do zarządzania zasobami naukowymi. Ponieważ dane są podstawowym zasobem, ich gromadzenie, ochrona i przetwarzanie powinny być analizowane przez społeczność naukową z perspektywy zrównoważonego rozwoju” – mówi dr Bołd.
"DARE: Detecting and Recognizing Euphemisms"
Finansowanie NAWA 345 200 PLN
Projekt „IMPRESS-U: DARE: wykrywanie i rozpoznawanie eufemizmów” koordynuje dr Witold Kieraś z Instytutu Podstaw Informatyki Polskiej Akademii Nauk. To wspólny projekt realizowany we współpracy z badaczami z Montclair State University i Ivan Franko National University of Lviv, którego celem jest rozszerzenie badań nad wykrywaniem i interpretacją eufemizmów w językach ukraińskim, polskim i rosyjskim. Inicjatywa koncentruje się na opracowaniu zaawansowanych algorytmów rozpoznawania eufemizmów i badaniu możliwości interpretacji w tym kontekście modeli językowych opartych na sieciach neuronowych. Projekt opiera się na istniejących zbiorach danych w językach: angielskim, joruba, hiszpańskim i chińskim mandaryńskim oraz łączy metody motywowane lingwistycznie z podejściem opartym na sieciach neuronowych (transformatorach), aby rozwiązać zniuansowany problem wykrywania eufemizmów w danych wielojęzycznych.
Projekt może wnieść znaczący wkład w dziedzinę przetwarzania języka naturalnego (NLP) przez zwiększenie zdolności systemów sztucznej inteligencji do przetwarzania języka eufemistycznego. Ma na celu odkrycie, w jaki sposób modele neuronowe rozumieją i reprezentują eufemizmy, koncentrując się na mechanizmach atencji i własnościach lingwistycznych różnych języków. Włączając dane o eufemizmach ukraińskich, polskich i rosyjskich, projekt IMPRESS-U: DARE pozwoli na głębsze zrozumienie niuansów językowych, oferując cenny wgląd w dynamikę kulturową i ewolucję językową eufemizmów.
IMPRESS-U: DARE będzie wspierać międzykulturowe porozumienie i współpracę, przyczyniając się do rozwoju algorytmów NLP wrażliwych kulturowo. Międzynarodowe partnerstwo w ramach projektu promuje wymianę akademicką, wychowuje kolejne pokolenie ekspertów w dziedzinie językoznawstwa i informatyki oraz wzmacnia globalną współpracę w społeczności lingwistyki komputerowej. Skupienie się projektu na wglądzie międzykulturowym zapewni wszechstronne zrozumienie tego, jak różne społeczeństwa radzą sobie z drażliwymi tematami, przyczyniając się do szerszego zrozumienia komunikacji międzyludzkiej i implikacji kulturowych.
Projekt zakłada znaczącą współpracę z międzynarodowymi ekspertami. Planowane działania obejmują gromadzenie i opisywanie danych w języku ukraińskim, polskim i rosyjskim, tworzenie kompleksowych wielojęzycznych korpusów eufemizmów oraz angażowanie studentów i badaczy w praktyczne doświadczenia w zakresie analizy językowej i modelowania komputerowego.
Projekt przyczyni się do rozwoju sztucznej inteligencji w rozumieniu ludzkiego tekstu i komunikacji. Badania połączą językoznawstwo, informatykę i analizę kulturową, oferując nowe zbiory danych i ustalenia interesujące dla wielu dziedzin akademickich. Wkład ten zwiększy nasze zrozumienie języka i jego implikacji kulturowych, zapewniając głębszy wgląd w komunikację międzyludzką.
"Towards Networked Airborne Computing in Uncertain Airspace: A Control and Networking Facilitated Distributed"
Finansowanie NAWA 953 520 PLN
Towards Networked Airborne Computing in Uncertain Airspace: A Control and Networking Facilitated Distributed (Rozproszone systemy obliczeniowe dedykowane do pracy w przestrzeni powietrznej: sieci i sterownie przeznaczone dla obliczeń rozproszonych) to tytuł projektu, którego polskim koordynatorem jest dr hab. inż. Paweł Śniatała, profesor Politechniki Poznańskiej.
Bazowy projekt U.S. NSF obejmuje zagadnienia dotyczące m.in. dużej zmienności kierunków lotów UAV, które mogą powodować częste zmiany topologii sieci, awarie łącza, utratę danych i przerwy w realizacji zadań oraz wielowymiarowej zmienności parametrów przestrzeni powietrznej. Rygorystyczne wymogi bezpieczeństwa wymagają, aby UAV reagowały w odpowiednim czasie na zmiany w sieci zgodnie z ograniczeniami systemów mechanicznych i ograniczeniami wynikającymi z aerodynamiki.
Badania naukowców z Politechniki Poznańskiej, Uniwersytetu Stanowego San Diego w USA i Narodowego Uniwersytetu Technicznego Ukrainy Politechniki Kijowskiej mają na celu rozszerzenie zakresu oryginalnego projektu, aby sprostać wyzwaniom bezpieczeństwa i ochrony. Przyniesie to korzyści całej społeczności naukowej i inżynieryjnej poprzez opracowanie technik zwiększających skalowalność, sterowalność, bezpieczeństwo i odporność dowolnych sieci mobilnych. Techniki te mają również potencjał do odblokowania różnorodnych nowych aplikacji, które są zgodne z krajowymi priorytetami w zakresie transportu, bezpieczeństwa publicznego i wzrostu gospodarczego. Co więcej, projekt znacząco przyczyni się do rozwoju ukraińskich technologii komunikacji z dronami, wzmacniając obronę Ukrainy przed atakami dronów w konflikcie rosyjsko-ukraińskim. Dodatkowo, projekt ten będzie sprzyjał szeroko zakrojonej współpracy między partnerami z USA, Polski i Ukrainy, a także z naukowcami z 10 uniwersytetów w ramach konsorcjum EUNICE.
"Decoupling Structure and Composition with Zintl Polymorphs"
Finansowanie NAWA 940 920 PLN
Koordynatorem projektu Decoupling Structure and Composition with Zintl Polymorphs (Separacja struktury i składu w odmianach polimorficznych faz Zintla) jest prof. Krzysztof Wojciechowski z Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie, który wraz z partnerami z Uniwersytetu Stanu Michigan, Lwowskiego Uniwersytetu Narodowego im. Iwana Franki i Instytutu Maxa Plancka Fizyki Chemicznej Ciał Stałych, będzie badał materiały, które wykazujących szeroką gamę właściwości funkcjonalnych, w tym termoelektryczne, magnetyczne i nadprzewodzące, co czyni je atrakcyjnymi zarówno dla nauk stosowanych, jak i podstawowych.
Celem tego projektu jest systematyczne określanie zależności między aperiodycznością a transportem elektronowym i termicznym w fazach drabinkowych Nowotnego poprzez wykorzystanie wiedzy zespołu w zakresie syntezy i krystalografii (Gladyshevskii, Ukraina), fizyki transportu elektronowego (Wojciechowski, Polska) i termicznego (Zevalkink, USA) oraz analizy wiązań chemicznych (Grin, Niemcy).
"IMPRESS-U DCL: Supplement: Structure and function of plastid nucleoid"
Finansowanie NAWA 967 180 PLN
Projekt IMPRESS-U DCL: Supplement: Structure and function of plastid nucleoid (IMPRESS-U DCL: Suplement: Struktura i funkcja nukleoidów w plastydach) będzie realizowany przez zespół prof. Marcina Nowotnego z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie.
Projekt dotyczy ważnego i nieopisanego do tej pory aspektu funkcji genomu organellarnego - tego, w jaki sposób wiązanie białek z DNA organizuje nukleoid i reguluje ekspresję genów. Badacze z Uniwersytetu Michigan, Instytutu Biologii Molekularnej i Genetyki w Kijowie oraz Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej Komórki w Warszawie opracują innowacyjną metodę identyfikacji białek, które lokalizują się w fizycznej bliskości DNA. Pozwoli to znaleźć białka, które wiążą DNA, nawet jeśli wiązanie to jest słabe, przejściowe lub pośrednie. Praca ta powiększy zakres wiedzy na temat sposobu, w jaki genom chloroplastów jest pakowany i regulowany przez białka. Wyniki prac pozwolą poznać unikatowe mechanizmy genetyczne, które kontrolują genomy organellarne, co jest niezbędne do wykorzystania pełnego potencjału fotosyntezy.
Projekt będzie miał wpływ na rozwój gospodarki poprzez wyjaśnienie ważnych mechanizmów genetycznych w chloroplastach, a także przez budowanie wiedzy specjalistycznej w Polsce i w Ukrainie w zakresie biologii molekularnej roślin. Pomoże również utrzymać i podnieść jakość nauki w Ukrainie, co odegra ważną rolę w przyszłych wysiłkach na rzecz odbudowy Ukrainy jako dynamicznego i innowacyjnego kraju. Stworzy on stabilną współpracę między zaangażowanymi zespołami. Międzynarodowy projekt pomoże przygotować wyspecjalizowane kadry, zapewniając możliwości szkoleniowe dla naukowców w Ukrainie i skupiając się na skutecznym transferze wiedzy specjalistycznej do ukraińskich instytucji badawczych, minimalizując zjawisko tzw. drenażu mózgów.