kth.sePublikationer
Ändra sökning
Avgränsa sökresultatet
1234567 1 - 50 av 3466
RefereraExporteraLänk till träfflistan
Permanent länk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Träffar per sida
  • 5
  • 10
  • 20
  • 50
  • 100
  • 250
Sortering
  • Standard (Relevans)
  • Författare A-Ö
  • Författare Ö-A
  • Titel A-Ö
  • Titel Ö-A
  • Publikationstyp A-Ö
  • Publikationstyp Ö-A
  • Äldst först
  • Nyast först
  • Skapad (Äldst först)
  • Skapad (Nyast först)
  • Senast uppdaterad (Äldst först)
  • Senast uppdaterad (Nyast först)
  • Disputationsdatum (tidigaste först)
  • Disputationsdatum (senaste först)
  • Standard (Relevans)
  • Författare A-Ö
  • Författare Ö-A
  • Titel A-Ö
  • Titel Ö-A
  • Publikationstyp A-Ö
  • Publikationstyp Ö-A
  • Äldst först
  • Nyast först
  • Skapad (Äldst först)
  • Skapad (Nyast först)
  • Senast uppdaterad (Äldst först)
  • Senast uppdaterad (Nyast först)
  • Disputationsdatum (tidigaste först)
  • Disputationsdatum (senaste först)
Markera
Maxantalet träffar du kan exportera från sökgränssnittet är 250. Vid större uttag använd dig av utsökningar.
  • 1.
    Aarno, Daniel
    KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), Numerisk Analys och Datalogi, NADA.
    Intention recognition in human machine collaborative systems2007Licentiatavhandling, monografi (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [sv]

    Robotsystem har använts flitigt under de senaste årtiondena för att skapa automationslösningar i ett flertal områden. De flesta nuvarande automationslösningarna är begränsade av att uppgifterna de kan lösa måste vara repetitiva och förutsägbara. En av anledningarna till detta är att dagens robotsystem saknar förmåga att förstå och resonera om omvärlden. På grund av detta har forskare inom robotik och artificiell intelligens försökt att skapa intelligentare maskiner. Trots att stora framsteg har gjorts då det gäller att skapa robotar som kan fungera och interagera i en mänsklig miljö så finns det för nuvarande inget system som kommer i närheten av den mänskliga förmågan att resonera om omvärlden.

    För att förenkla problemet har vissa forskare föreslagit en alternativ lösning till helt självständiga robotar som verkar i mänskliga miljöer. Alternativet är att kombinera människors och maskiners förmågor. Exempelvis så kan en person verka på en avlägsen plats, som kanske inte är tillgänglig för personen i fråga på grund av olika orsaker, genom att använda fjärrstyrning. Vid fjärrstyrning skickar operatören kommandon till en robot som verkar som en förlängning av operatörens egen kropp.

    Segmentering och identifiering av rörelser skapade av en operatör kan användas för att tillhandahålla korrekt assistans vid fjärrstyrning eller samarbete mellan människa och maskin. Assistansen sker ofta inom ramen för virtuella fixturer där eftergivenheten hos fixturen kan justeras under exekveringen för att tillhandahålla ökad prestanda i form av ökad precision och minskad tid för att utföra uppgiften.

    Den här avhandlingen fokuserar på två aspekter av samarbete mellan människa och maskin. Klassificering av en operatörs rörelser till ett på förhand specificerat tillstånd under en manipuleringsuppgift och assistans under manipuleringsuppgiften baserat på virtuella fixturer. Den specifika tillämpningen som behandlas är manipuleringsuppgifter där en mänsklig operatör styr en robotmanipulator i ett fjärrstyrt eller samarbetande system.

    En metod för att följa förloppet av en uppgift medan den utförs genom att använda virtuella fixturer presenteras. Istället för att följa en på förhand specificerad plan så har operatören möjlighet att undvika oväntade hinder och avvika från modellen. För att möjliggöra detta estimeras kontinuerligt sannolikheten att operatören följer en viss trajektorie (deluppgift). Estimatet används sedan för att justera eftergivenheten hos den virtuella fixturen så att ett beslut om hur rörelsen ska fixeras kan tas medan uppgiften utförs.

    En flerlagers dold Markovmodell (eng. layered hidden Markov model) används för att modellera mänskliga färdigheter. En gestemklassificerare som klassificerar en operatörs rörelser till olika grundläggande handlingsprimitiver, eller gestemer, evalueras. Gestemklassificerarna används sedan i en flerlagers dold Markovmodell för att modellera en simulerad fjärrstyrd manipuleringsuppgift. Klassificeringsprestandan utvärderas med avseende på brus, antalet gestemer, typen på den dolda Markovmodellen och antalet tillgängliga träningssekvenser. Den flerlagers dolda Markovmodellen tillämpas sedan på data från en trajektorieföljningsuppgift i 2D och 3D med en robotmanipulator för att ge både kvalitativa och kvantitativa resultat. Resultaten tyder på att den flerlagers dolda Markovmodellen är väl lämpad för att modellera trajektorieföljningsuppgifter och att den flerlagers dolda Markovmodellen är robust med avseende på felklassificeringar i de underliggande gestemklassificerarna.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    FULLTEXT01
  • 2.
    Abbas, Zainab
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Datavetenskap, Programvaruteknik och datorsystem, SCS.
    Scalable Streaming Graph and Time Series Analysis Using Partitioning and Machine Learning2021Doktorsavhandling, monografi (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [en]

    Recent years have witnessed a massive increase in the amount of data generated by the Internet of Things (IoT) and social media. Processing huge amounts of this data poses non-trivial challenges in terms of the hardware and performance requirements of modern-day applications. The data we are dealing with today is of massive scale, high intensity and comes in various forms. MapReduce was a popular and clever choice of handling big data using a distributed programming model, which made the processing of huge volumes of data possible using clusters of commodity machines. However, MapReduce was not a good fit for performing complex tasks, such as graph processing, iterative programs and machine learning. Modern data processing frameworks, that are being popularly used to process complex data and perform complex analysis tasks, overcome the shortcomings of MapReduce. Some of these popular frameworks include Apache Spark for batch and stream processing, Apache Flink for stream processing and Tensor Flow for machine learning.

    In this thesis, we deal with complex analytics on data modeled as time series, graphs and streams. Time series are commonly used to represent temporal data generated by IoT sensors. Analysing and forecasting time series, i.e. extracting useful characteristics and statistics of data and predicting data, is useful for many fields that include, neuro-physiology, economics, environmental studies, transportation, etc. Another useful data representation we work with, are graphs. Graphs are complex data structures used to represent relational data in the form of vertices and edges. Graphs are present in various application domains, such as recommendation systems, road traffic analytics, web analysis, social media analysis. Due to the increasing size of graph data, a single machine is often not sufficient to process the complete graph. Therefore, the computation, as well as the data, must be distributed. Graph partitioning, the process of dividing graphs into subgraphs, is an essential step in distributed graph processing of large scale graphs because it enables parallel and distributed processing.

    The majority of data generated from IoT and social media originates as a continuous stream, such as series of events from a social media network, time series generated from sensors, financial transactions, etc. The stream processing paradigm refers to the processing of data streaming that is continuous and possibly unbounded. Combining both graphs and streams leads to an interesting and rather challenging domain of streaming graph analytics. Graph streams refer to data that is modelled as a stream of edges or vertices with adjacency lists representing relations between entities of continuously evolving data generated by a single or multiple data sources. Streaming graph analytics is an emerging research field with great potential due to its capabilities of processing large graph streams with limited amounts of memory and low latency. 

    In this dissertation, we present graph partitioning techniques for scalable streaming graph and time series analysis. First, we present and evaluate the use of data partitioning to enable data parallelism in order to address the challenge of scale in large spatial time series forecasting. We propose a graph partitioning technique for large scale spatial time series forecasting of road traffic as a use-case. Our experimental results on traffic density prediction for real-world sensor dataset using Long Short-Term Memory Neural Networks show that the partitioning-based models take 12x lower training time when run in parallel compared to the unpartitioned model of the entire road infrastructure. Furthermore, the partitioning-based models have 2x lower prediction error (RMSE) compared to the entire road model. Second, we showcase the practical usefulness of streaming graph analytics for large spatial time series analysis with the real-world task of traffic jam detection and reduction. We propose to apply streaming graph analytics by performing useful analytics on traffic data stream at scale with high throughput and low latency. Third, we study, evaluate, and compare the existing state-of-the-art streaming graph partitioning algorithms. We propose a uniform analysis framework built using Apache Flink to evaluate and compare partitioning features and characteristics of streaming graph partitioning methods. Finally, we present GCNSplit, a novel ML-driven streaming graph partitioning solution, that uses a small and constant in-memory state (bounded state) to partition (possibly unbounded) graph streams. Our results demonstrate that \ours provides high-throughput partitioning and can leverage data parallelism to sustain input rates of 100K edges/s. GCNSplit exhibits a partitioning quality, in terms of graph cuts and load balance, that matches that of the state-of-the-art HDRF (High Degree Replicated First) algorithm while storing three orders of magnitude smaller partitioning state.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 3.
    Abdalmoaty, Mohamed
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik. KTH Royal Institute of Technology.
    Identification of Stochastic Nonlinear Dynamical Models Using Estimating Functions2019Doktorsavhandling, monografi (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [sv]

    Det är välkänt att datadriven modellering av icke-linjära stokastiska system är ett utmanande problem, även i fallen där det kan reduceras till ren parameterskattning. Den huvudsakliga svårigheten är att likelihoodfunktionen inte är analytiskt hanterbar, vilket medför problem vid tillämpning av standardmetoder såsom maximum likelihood. Under det senaste decenniet har numeriska algoritmer baserade på sekventiell Monte Carlo (partikelfilter) rönt stort intresse. Dessa algoritmer har imponerande prestanda på en rad benchmarkproblem; dock så är deras praktiska tillämpning än så länge begränsad till specialfall där fundamentala begränsningar kan undvikas.

    Den här avhandlingen introducerar nya metoder som kan användas för parameterestimering i en stor klass av icke-linjära stokastiska system. Metoderna baseras på enstegsprediktorer som är linjära i systemets observerade utsignal. Våra nya metoder kräver inte att likelihoodfunktionen beräknas; istället använder de, i en rad relevanta fall, analytiskt hanterbara uttryck som gör dem högst attraktiva. I fallen där prediktorerna är analytiskt ohanterbara (på grund av modellens komplexitet) kan man använda vanliga Monte Carlo-approximationer. Vi visar att klassiska resultat från asymptotisk teori kan användas under rimliga antaganden, och via dessa, att våra föreslagna skattare är konsistenta samt asymptotiskt normalfördelade. Skattarnas prestanda utvärderas i numeriska simulationer, samt nyligen föreslagna benchmarkproblem baserade på verklig data, med bra resultat.

    Vidare diskuterar vi de föreslagna metodernas asymptotiska egenskaper: deras nogrannhet beror inte enbart på hur modellen har parametriserats, utan även på datans sannolikhetsdistribution (via dess tredje och fjärde ordningens moment). Speciellt visar vi att när modellen inte uppfyller antaganden om normalfördelning, så är en prediktionsfelsmetod baserad på ett normalfördelningsantagande inte nödvändigtvis bättre än en prediktionsfelsmetod baserad på en viktad parameteroberonde kvadratisk norm. Vår slutsats är att det därför inte är uppenbart vilken prediktionsfelsmetod som bör användas. Detta resultat står i kontrast mot den vedertagna uppfattningen som finns i delar av litteraturen.

    Avhandlingen introducerar även den så kallade skattningsfunktionsmetoden (främst utvecklad inom statistiklitteraturen) som en generalisering av maximum likelihood- och prediktionsfelsmetoderna. Vi visar hur denna metod kan användas för att systematiskt konstruera optimala skattare, inom en specifierad modellklass, från enbart partiella specifikationer på den underliggande probabilistiska modellen. Detta ger skattare som asymptotiskt är likformigt mer noggrannare än linjära prediktionsfelsmetoder baserade på kvadratiska optimeringsobjektiv. Vi härleder konvergensresultat, såsom konsistens, för dessa skattare under standardantaganden.

    Slutligen behandlar vi identifieringsproblemet för återkopplade system som är stokastiska och icke-linjära. Vi behandlar ett par varianter på antaganden om mät- samt processbrus, och på kunskap om hur systemets återkoppling sker. Ett speciellt utmanande fall är när återkopplingsmekanismen är helt okänd. Metoderna vi föreslår kan ses som generaliseringar av klassiska metoder för identifiering av återkopplade system med linjärt tidsvarierande parametrar. Vi utför en asymptotisk analys av metoderna, och demonstrerar deras prestanda i numeriska experiment.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
    Ladda ner fulltext (pdf)
    Errata
  • 4.
    Abdalmoaty, Mohamed
    et al.
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik.
    Eriksson, Oscar
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Datavetenskap, Programvaruteknik och datorsystem, SCS.
    Bereza-Jarocinski, Robert
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik.
    Broman, David
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Datavetenskap, Programvaruteknik och datorsystem, SCS.
    Hjalmarsson, Håkan
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik.
    Identification of Non-Linear Differential-Algebraic Equation Models with Process Disturbances2021Ingår i: Proceedings The 60th IEEE conference on Decision and Control (CDC), Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) , 2021Konferensbidrag (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Differential-algebraic equations (DAEs) arise naturally as a result of equation-based object-oriented modeling. In many cases, these models contain unknown parameters that have to be estimated using experimental data. However, often the system is subject to unknown disturbances which, if not taken into account in the estimation, can severely affect the model's accuracy. For non-linear state-space models, particle filter methods have been developed to tackle this issue. Unfortunately, applying such methods to non-linear DAEs requires a transformation into a state-space form, which is particularly difficult to obtain for models with process disturbances. In this paper, we propose a simulation-based prediction error method that can be used for non-linear DAEs where disturbances are modeled as continuous-time stochastic processes. To the authors' best knowledge, there are no general methods successfully dealing with parameter estimation for this type of model. One of the challenges in particle filtering  methods are random variations in the minimized cost function due to the nature of the algorithm. In our approach, a similar phenomenon occurs and we explicitly consider how to sample the underlying continuous process to mitigate this problem. The method is illustrated numerically on a pendulum example. The results suggest that the method is able to deliver consistent estimates.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 5.
    Abdalmoaty, Mohamed
    et al.
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik.
    Hjalmarsson, Håkan
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik.
    Consistent Estimators of Stochastic MIMO Wiener Models based on Suboptimal Predictors2018Konferensbidrag (Refereegranskat)
    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 6.
    Abdalmoaty, Mohamed
    et al.
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik.
    Hjalmarsson, Håkan
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik.
    Identification of Stochastic Nonlinear Models Using Optimal Estimating Functions2020Ingår i: Automatica, ISSN 0005-1098, E-ISSN 1873-2836, Vol. 119, artikel-id 109055Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    The first part of the paper examines the asymptotic properties of linear prediction error method estimators, which were recently suggested for the identification of nonlinear stochastic dynamical models. It is shown that their accuracy depends not only on the shape of the unknown distribution of the data, but also on how the model is parameterized. Therefore, it is not obvious in general which linear prediction error method should be preferred. In the second part, the estimating functions approach is introduced and used to construct estimators that are asymptotically optimal with respect to a specific class of estimators. These estimators rely on a partial probabilistic parametric models, and therefore neither require the computations of the likelihood function nor any marginalization integrals. The convergence and consistency of the proposed estimators are established under standard regularity and identifiability assumptions akin to those of prediction error methods. The paper is concluded by several numerical simulation examples.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 7.
    Abdalmoaty, Mohamed
    et al.
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik.
    Hjalmarsson, Håkan
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik.
    Linear Prediction Error Methods for Stochastic Nonlinear Models2019Ingår i: Automatica, ISSN 0005-1098, E-ISSN 1873-2836, Vol. 105, s. 49-63Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    The estimation problem for stochastic parametric nonlinear dynamical models is recognized to be challenging. The main difficulty is the intractability of the likelihood function and the optimal one-step ahead predictor. In this paper, we present relatively simple prediction error methods based on non-stationary predictors that are linear in the outputs. They can be seen as extensions of the linear identification methods for the case where the hypothesized model is stochastic and nonlinear. The resulting estimators are defined by analytically tractable objective functions in several common cases. It is shown that, under certain identifiability and standard regularity conditions, the estimators are consistent and asymptotically normal. We discuss the relationship between the suggested estimators and those based on second-order equivalent models as well as the maximum likelihood method. The paper is concluded with a numerical simulation example as well as a real-data benchmark problem.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 8.
    Abdalmoaty, Mohamed
    et al.
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik.
    Hjalmarsson, Håkan
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik.
    Wahlberg, Bo
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik.
    The Gaussian MLE versus the Optimally weighted LSE2020Ingår i: IEEE signal processing magazine (Print), ISSN 1053-5888, E-ISSN 1558-0792, Vol. 37, nr 6, s. 195-199Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    In this note, we derive and compare the asymptotic covariance matrices of two parametric estimators: the Gaussian Maximum Likelihood Estimator (MLE), and the optimally weighted Least-Squares Estimator (LSE). We assume a general model parameterization where the model's mean and variance are jointly parameterized, and consider Gaussian and non-Gaussian data distributions.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 9.
    Abdelmotteleb, Ibtihal
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS).
    Designing Electricity Distribution Network Charges for an Efficient Integration of Distributed Energy Resources and Customer Response2018Doktorsavhandling, monografi (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [en]

    A significant transformation has been gradually taking place within the energy sector, mainly as a result of energy policies targeting environmental objectives. Consequently, the penetration of Distributed Energy Resources (DERs) has been escalating, including self-generation, demand side management, storage, and electrical vehicles. Although the integration of DERs may create technical challenges in the operation of distribution networks, it may also provide opportunities to more efficiently manage the network and defer network reinforcements. These opportunities and challenges impose the necessity of redesigning distribution network charges to incentivize efficient customer response.

    This PhD thesis focuses on the design of distribution network charges that send correct economic signals and trigger optimal responses within the context of active customers. First, a cost-reflective network charge is proposed that consists of a forward-looking locational component based on the network’s utilization level, which transmits the long-term incremental cost of network upgrades. Then, a residual cost component that recovers the remaining part of the regulated network revenues is proposed. The objective of the proposed network charge is to increase the system’s efficiency by incentivizing efficient short- and long-term customers’ reaction while ensuring network cost recovery. The Thesis presents an optimization model that simulates customers’ response to the proposed network charge in comparison to other traditional network charge designs. The model considers the operational and DER investment decisions that customers take rationally to minimize their total costs.

    Secondly, an evaluation methodology based on the Analytical Hierarchy Process technique is proposed in order to assess and compare different designs of network charges with respect to four attributes: network cost recovery, deferral of network costs, efficient customer response and recognition of side-effects on customers.

    Finally, a framework for Local Flexibility Mechanisms (LFM) is presented, complementing the proposed cost-reflective network charge. It aims to provide distribution-level coordination to mitigate unintended customer responses to network charges, by allowing customers to reveal their preferences and offer their flexibility services. It consists of a short-term LFM that utilizes customers’ flexibility in day-to-day network operation, and a long-term LFM that procures customers’ long-term flexibility to replace partially or fully network investments in network planning.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Designing electricity distribution network charges for an efficient integration of distributed energy resources and customer response
  • 10.
    Abdelnour, Jerome
    et al.
    NECOTIS Dept. of Electrical and Computer Engineering, Sherbrooke University, Canada.
    Rouat, Jean
    NECOTIS Dept. of Electrical and Computer Engineering, Sherbrooke University, Canada.
    Salvi, Giampiero
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Tal, musik och hörsel, TMH. Department of Electronic Systems, Norwegian University of Science and Technology, Norway.
    NAAQA: A Neural Architecture for Acoustic Question Answering2022Ingår i: IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, ISSN 0162-8828, E-ISSN 1939-3539, s. 1-12Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 11.
    Abdul Khader, Shahbaz
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Robotik, perception och lärande, RPL.
    Data-Driven Methods for Contact-Rich Manipulation: Control Stability and Data-Efficiency2021Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [sv]

    Autonoma robotar förväntas utgöra en allt större närvaro på människors arbetsplatser och i deras hem. Till skillnad från sina industriella motparter, behöver dessa autonoma robotar hantera en stor mängd osäkerhet och brist på struktur i sina omgivningar. En väsentlig del av att utföra manipulation i dylika scenarier, är förekomsten av fysisk interaktion med direkt kontakt mellan roboten och dess omgivning. Därför måste robotar, inte olikt människor, kunna hantera både förväntade och oväntade kontakter med omgivningen, som ofta karaktäriseras av komplex interaktionsdynamik.

    Skill learning, eller inlärning av färdigheter, står ut som ett lovande alternativ för att låta robotar tillgodogöra sig en rik förmoga att generera rörelser. I Skill Learning används datadrivna metoder för att lära in en reaktiv policy, en reglerfunktion som kopplar tillstånd till styrsignaler. Detta tillvägagångssätt är tilltalande eftersom en tillräckligt uttrycksfull policy kan generera lämpliga styrsignaler nästan instantant, utan att behöva genomföra beräkningsmässigt kostsamma sökoperationer. Även om Reinforcement Learning (RL), förstärkningsinlärning, är ett naturligt ramverk för skill learning, har dess praktiska tillämpningar varit begräsade av ett antal anledningar. Det kan med fog påstås att de två främsta anledningarna är brist på garanterad stabilitet, och dålig dataeffektivitet. Stabilitet i reglerloopen är nödvändigt för att kunna garanterar säkerhet och förutsägbarhet, och dataeffektivitet behövs för att uppnå realistiska inlärningstider. I denna avhandling söker vi efter lösningar till dessa problem i kontexten av manipulation med rik förekomst av kontakter.

    Denna avhandling behandlar först problemet med stabilitet. Trots at dynamiken för interaktionen är okänd vid förekomsten av kontakter, formuleras skill learning med stabilitetsgarantier som ett modelfritt RL-problem. Avhandlingen presenterar flera lösningar för att parametrisera stabilitetsmedvetna policys. Detta följs sedan av lösningar för att söka efter policys som är stabila under slumpmässig sökning, om detta behövs. Några parametriseringar bestå helt eller delvis av djupa neurala nätverk. I ett fall introduceras också en sökmetod baserad på evolution strategies. Vi visar, genom experiment på faktiska robotar, att lyaponovstabilitet är både möjligt och fördelaktigt vid RL-baserad skill learning.

    Vidare tar avhandlingen upp dataeffektivitet. Även om dataeffektiviteten angrips genom att formulera skill learning som ett modellbaserat RL-problem, så behandlar vi endast delen med modellinlärning. Utöver att dra nytta av dataeffektiviteten och osäkerhetsrepresentationen i gaussiska processer, så undersöker avhandlingen även fördelarna med att använda strukturen hos hybrida automata för att lära in modeller för framåtdynamiken. Metoden innehåller även en algoritm för att förutsäga fördelningarna av trajektorier över en längre tidsrymd, för att representera diskontinuiteter och multipla moder. Vi visar att den föreslagna metodiken är mer dataeffektiv än ett antal existerande metoder.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 12.
    Abdul Khader, Shahbaz
    et al.
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Robotik, perception och lärande, RPL.
    Yin, Hang
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Robotik, perception och lärande, RPL.
    Falco, Pietro
    Kragic, Danica
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Robotik, perception och lärande, RPL. KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Centra, Centrum för autonoma system, CAS.
    Learning Deep Neural Policies with Stability GuaranteesManuskript (preprint) (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [en]

    Deep reinforcement learning (DRL) has been successfully used to solve various robotic manipulation tasks. However, most of the existing works do not address the issue of control stability. This is in sharp contrast to the control theory community where the well-established norm is to prove stability whenever a control law is synthesized. What makes traditional stability analysis difficult for DRL are the uninterpretable nature of the neural network policies and unknown system dynamics. In this work, unconditional stability is obtained by deriving an interpretable deep policy structure based on the energy shaping control of Lagrangian systems. Then, stability during physical interaction with an unknown environment is established based on passivity. The result is a stability guaranteeing DRL in a model-free framework that is general enough for contact-rich manipulation tasks. With an experiment on a peg-in-hole task, we demonstrate, to the best of our knowledge, the first DRL with stability guarantee on a real robotic manipulator.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 13.
    Abdul Khader, Shahbaz
    et al.
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Robotik, perception och lärande, RPL.
    Yin, Hang
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Robotik, perception och lärande, RPL.
    Pietro, Falco
    Kragic, Danica
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Robotik, perception och lärande, RPL. KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Centra, Centrum för autonoma system, CAS.
    Learning Stable Normalizing-Flow Control for Robotic ManipulationManuskript (preprint) (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [en]

    Reinforcement Learning (RL) of robotic manipu-lation skills, despite its impressive successes, stands to benefitfrom incorporating domain knowledge from control theory. Oneof the most important properties that is of interest is controlstability. Ideally, one would like to achieve stability guaranteeswhile staying within the framework of state-of-the-art deepRL algorithms. Such a solution does not exist in general,especially one that scales to complex manipulation tasks. Wecontribute towards closing this gap by introducing normalizing-flow control structure, that can be deployed in any latest deepRL algorithms. While stable exploration is not guaranteed,our method is designed to ultimately produce deterministiccontrollers with provable stability. In addition to demonstratingour method on challenging contact-rich manipulation tasks, wealso show that it is possible to achieve considerable explorationefficiency–reduced state space coverage and actuation efforts–without losing learning efficiency.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 14.
    Abedin, Ahmad
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Elektroteknik, Elektronik och inbyggda system.
    Germanium layer transfer and device fabrication for monolithic 3D integration2021Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [sv]

    Sakernas internet (eng. Internet of Things, IoT) driver halvledarindustrinmot tillverkning av högprestanda komponenter och kretsar med flertal funk-tionaliteter. Å ena sidan skalas komponenter ned till storlekar där ytterligarenedskalning blir teknologiskt svårt och ekonomiskt utmanande. Å andra si-dan är dagens elektronik inte längre begränsad till kretsar för databehandling.För att sakernas internet ska fungera behöver sensorer, processorer, styrdon,datorminne och även energilagringsenheter integreras på ett effektivt sätt i ge-mensamma chip. Monolitisk 3-dimensionell integration (M3D) baseras på attstapla olika komponentnivåer på varandra. Detta tillvägagångssätt är en avdem mest lovande metoderna för att förbättra kretsarnas prestanda. Prestan-dan förbättras genom att förkorta elektriska ledare och minska fördröjningen iledarna. Att ha flera komponentnivåer möjliggör integration av komponenter,som kan använda sig av olika material med högkvalitetsegenskaper för olikatillämpningar och funktioner, i ett enda chip. De stora utmaningarna för M3Där högkvalitétsöverföring av skikt och begränsad processtemperatursbudget.Germanium (Ge) anses vara det bästa materialet för att ersätta kisel (Si) somkanalmaterial i p-typs fälteffektstransistorer (pFET) tack vare dess höga hål-mobilitet. Vidare anses germanium lovande för M3D-integration tack germa-niumtransistorernas jämförelsevisa låga processtemperatur mot motsvarandekiseltransistorer. Dock har tillverkning av germanium-på-isolator (eng. germa-nium on insulator, GOI) flera utmaningar: tjockleken på germaniumskiktetmåste vara jämnt över skivan, dopningen måste vara låg och gränssnittet motden begravda oxiden (eng. buried oxide, BOX) måste vara tillräckligt god.I denna avhandling används skivbondning vid låg temperatur och tillbaka-etsför att tillverka GOI-substrat för M3D-tillämpningar. En unik stapling av epi-taxiellt växta skikt har designats och tillverkats för detta ändamål. Skiktstap-lingen innehåller ett relaxerad bufferskikt av germanium, ett etsstoppsskiktav kiselgermanium (SiGe) och ett toppskikt av germanium som i slutändanöverförs till en hanteringsskiva. Skivorna direktbondas vid rumstemperatur,och offerskivan togs bort genom flera etssteg som lämnar 20 nm germanium påisolator med utmärkt tjockleksjämnhet över skivan. Germaniumtransistorertillverkades på GOI-substrat och mättes elektriskt för att utvärdera skiktkva-litén. Epitaxiellt växt av högdopat SiGe och sub-nanometer kiseltäckeskikt(eng. silicon cap layer) utforskades som alternativ för germaniumtransistorermed förbättrad prestanda.Bufferskikt av germanium togs fram med två-stegs deponeringsteknik vilketgav resultatet att defekttätheten var107cm−3och ytruffighet var 0,5 nm.TöjtSi0,5Ge0,5-skikt med hög kristallkvalité växtes epitaxiellt vid tempera-turer lägre än 450°C. Skiktet, som infogades mellan bufferskiktet av germa-nium och toppskiktet av 20-nm tjockt germanium, användes som etsstoppi tillbaka-etsprocessen. En mycket selektiv etsmetod utvecklades för att tabort den 3-μm tjocka bufferskiktet av germanium och den 10-nm tjockaSi0,5Ge0,5-skiktet utan att skada den 20-nm tjocka germaniumtoppskiktet.För att tillverkningen av germaniumtransistorerna ska var kompatibla medM3D-integration så tillverkades dem vid en temperatur lägre än 600°C. Kom- ponentens baksidesgränsnitt (Ge/BOX-gränssnittet) var utarmat vidVBG=0V, vilket bekräftar att både den fixa laddningstätheten vid gränssnittet ochdopningen var lågt. Germaniumtransistorerna hade 70 % avkastning över helaskivan och uppvisade 60 % högre kanalmobilitet än motsvarande komponenteri kisel. In-situ dopat SiGe-skikt med dopningskoncentration på2.5×1019cm−3och resistivitet på 3.5 mcm växtes selektivt på germanium för att förbättrakäll- och dräneringsövergångsbildningen. Den unika staplingen av grinddie-lektrikaGe/Si/T mSiO/T m2O3/Hf O2/T iNsom togs fram i denna avhand-ling uppvisade en gränssnittsfälltäthet på3×1011eV−1cm−2och en hyste-res på låga 3 mV vid ett pålagt elektriskt fält över grinddielektrikastapelnpå 4 MV/cm, vilket motsvarar en oxidfälltäthet på1.5×1010cm−2. Dessaresultat visar att denna grinddielektrikastapel kan potentiellt minska germa-niumtransistorernas undertröskelsving samtidigt som den förbättrar tillförlit-ligheten. Metoderna som har tagits fram i denna avhandling är lämpliga förstorskalig M3D-integration av germaniumtransistorer på en kiselplattform.Den unika skiktöverföringmetoden av germanium och tillbaka-ets teknikenresulterade i tillverkningen av GOI-substrat med god tjockleksjämnhet, lågdopning och tillräckligt god Ge/BOX-gränssnitt. Processtemperaturerna förgermanium-överföring och transistortillverkning hålls inom ramarna för M3D-integrationens temperaturbudget. Integration av SiGe-skikt i käll/dränerings-områden och kiseltäcket för grinddielektrikumbildning kan öka komponent-prestanda och tillförlitlighet.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 15.
    Abedin, Ahmad
    et al.
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Elektroteknik, Elektronik och inbyggda system.
    Garidis, Konstantinos
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Elektroteknik, Elektronik och inbyggda system.
    Asadollahi, Ali
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Elektroteknik, Elektronik och inbyggda system.
    Hellström, Per-Erik
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Elektroteknik, Elektronik och inbyggda system.
    Östling, Mikael
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Elektroteknik, Elektronik och inbyggda system.
    Growth of epitaxial SiGe alloys as etch-stop layers in germanium-on-insulator fabricationManuskript (preprint) (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [en]

    In this study, the application of epitaxially grown SixGe1-x films as etch stop layers in a germanium-on-insulator substrate fabrication flow is investigated. Layers with Ge contents from 15% to 70% were epitaxially grown on Si (1 0 0) using silane and germane. It was found that the Ge content in the films is independent of the growth temperature for fixed partial pressure ratios. At low growth temperatures the activation energy is found to be 1.8 eV which points to a hydrogen desorption limited growth rate mechanism. At growth temperatures of less than 500℃, the surface roughness is <1 nm. This surface roughness does not change when the films are grown on Ge substrates. Finally, a fully strained Si0.5Ge0.5 film was grown on Ge strain relaxed buffer at 450℃. This layer demonstrates etch selectivity of >400:1 towards Ge in diluted SC-1. This result enables the integration of the Si0.5Ge0.5 film as an etch stop layer for single crystalline germanium-on-insulator substrate fabrication.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 16.
    Abedin, Ahmad
    et al.
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Elektroteknik, Elektronik och inbyggda system.
    Zurauskaite, Laura
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Elektroteknik, Elektronik och inbyggda system.
    Asadollahi, Ali
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Elektroteknik, Elektronik och inbyggda system.
    Garidis, Konstantinos
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Elektroteknik, Elektronik och inbyggda system.
    Jayakumar, Ganesh
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Elektroteknik, Elektronik och inbyggda system.
    Malm, B. Gunnar
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Elektroteknik, Elektronik och inbyggda system.
    Hellström, Per-Erik
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Elektroteknik, Elektronik och inbyggda system.
    Östling, Mikael
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS).
    Germanium on Insulator Fabrication for Monolithic 3-D Integration2018Ingår i: IEEE Journal of the Electron Devices Society, E-ISSN 2168-6734, Vol. 6, nr 1, s. 588-593Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    A low temperature (T-max = 350 degrees C) process for Germanium (Ge) on insulator (GOI) substrate fabrication with thicknesses of less than 25 nm is reported in this paper. The process is based on a single step epitaxial growth of a Ge/SiGe/Ge stack on Si, room temperature wafer bonding and an etch-back process using Si0.5Ge0.5 as an etch-stop layer. GOI substrates with surface roughness below 0.5 nm, 0.15% tensile strain, thickness nonuniformity of less than 3 nm and residual p-type doping of less than 1016 cm(-3) were fabricated. Ge pFETs are fabricated (T-max = 600 degrees C) on the GOI wafer with 70% yield. The devices exhibit a negative threshold voltage of -0.18 V and 60% higher mobility than the SOI pFET reference devices.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 17.
    Abelho Pereira, André Tiago
    et al.
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Tal, musik och hörsel, TMH, Tal-kommunikation.
    Oertel, Catharine
    TU Delft Delft, Netherlands.
    Fermoselle, Leonor
    TNO Den Haag, Netherlands.
    Mendelson, Joe
    Furhat Robotics Stockholm, Sweden.
    Gustafson, Joakim
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Tal, musik och hörsel, TMH.
    Effects of Different Interaction Contexts when Evaluating Gaze Models in HRI2020Konferensbidrag (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    We previously introduced a responsive joint attention system that uses multimodal information from users engaged in a spatial reasoning task with a robot and communicates joint attention via the robot's gaze behavior [25]. An initial evaluation of our system with adults showed it to improve users' perceptions of the robot's social presence. To investigate the repeatability of our prior findings across settings and populations, here we conducted two further studies employing the same gaze system with the same robot and task but in different contexts: evaluation of the system with external observers and evaluation with children. The external observer study suggests that third-person perspectives over videos of gaze manipulations can be used either as a manipulation check before committing to costly real-time experiments or to further establish previous findings. However, the replication of our original adults study with children in school did not confirm the effectiveness of our gaze manipulation, suggesting that different interaction contexts can affect the generalizability of results in human-robot interaction gaze studies.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 18.
    Abelho Pereira, André Tiago
    et al.
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Tal, musik och hörsel, TMH, Tal-kommunikation.
    Oertel, Catharine
    Computer-Human Interaction Lab for Learning & Instruction Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Switzerland..
    Fermoselle, Leonor
    Mendelson, Joe
    Gustafson, Joakim
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Tal, musik och hörsel, TMH.
    Responsive Joint Attention in Human-Robot Interaction2019Ingår i: Proceedings 2019 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS 2019, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) , 2019, s. 1080-1087Konferensbidrag (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Joint attention has been shown to be not only crucial for human-human interaction but also human-robot interaction. Joint attention can help to make cooperation more efficient, support disambiguation in instances of uncertainty and make interactions appear more natural and familiar. In this paper, we present an autonomous gaze system that uses multimodal perception capabilities to model responsive joint attention mechanisms. We investigate the effects of our system on people’s perception of a robot within a problem-solving task. Results from a user study suggest that responsive joint attention mechanisms evoke higher perceived feelings of social presence on scales that regard the direction of the robot’s perception.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 19.
    Abenius, Erik
    KTH, Tidigare Institutioner (före 2005), Numerisk analys och datalogi, NADA.
    Time-Domain Inverse Electromagnetic Scattering using FDTD and Gradient-based Minimization2004Licentiatavhandling, monografi (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [en]

    The thesis addresses time-domain inverse electromagneticscattering for determining unknown characteristics of an objectfrom observations of the scattered .eld. Applications includenon-destructive characterization of media and optimization ofmaterial properties, for example the design of radar absorbingmaterials.A nother interesting application is the parameteroptimization of subcell models to avoid detailed modeling ofcomplex geometries.

    The inverse problem is formulated as an optimal controlproblem where the cost function to be minimized is thedi.erence between the estimated and observed .elds, and thecontrol parameters are the unknown object characteristics. Theproblem is solved in a deterministic gradient-basedoptimization algorithm using a parallel 2D FDTD scheme for thedirect problem.This approach is computationally intensive sincethe direct problem needs to be solved in every optimizationiteration in order to compute an estimated .eld.H ighlyaccurate analytical gradients are computed from the adjointformulation.In addition to giving better accuracy than .nitedi.erences, the analytical gradients also have the advantage ofonly requiring one direct and one adjoint problem to be solvedregardless of the number of parameters.

    When absorbing boundary conditions are used to truncate thecomputational domain, the equations are non-reversible and theentire time-history of the direct solution needs to be storedfor the gradient computation.Ho wever, using an additionaldirect simulation and a restart procedure it is possible tokeep the storage at an acceptable level.

    The inverse method has been successfully applied to a widerange of industrial problems within the European project,IMPACT (Inverse Methods for Wave Propagation Applications inTime-Domain).T he results presented here includecharacterization of layered dispersive media, determination ofparameters in subcell models for thin sheets and narrow slotsand optimization problems where the observed .eld is given bydesign objectives.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    FULLTEXT01
  • 20.
    Adaldo, Antonio
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik.
    Event-triggered and cloud-support control of multi-robot systems2018Doktorsavhandling, monografi (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [sv]

    I reglering av multi-robot system är syftet att uppnå ett samordnat beteende genom lokala interaktioner bland robotarna. Ett fleragentsystem är en abstrakt modell av ett multi-robot system. I denna avhandling undersöks fleragentsystem där kommunikationen mellan agenterna modelleras som tidsdiskreta händelser som utlöses av vilkor på agenternas inre tillstånd. Vi betraktar två kommunikationsmodeller. I den första modellen utbyter två agenter direkt information med varandra. I den andra modellen utbyts all information genom asynkron tillgång till ett gemensamt minne. Avhandlingens bidrag består av fyra delar. Det första bidraget är en händelsestyrd pinningregleringsalgoritm för ett nätverk av agenter med olinjär dynamik och tidsvarierande topologi. Pinningreglering är en strategi för att styra beteendet hos ett fleragentsystem på ett önskat sätt genom att endast styra en liten del av agenterna. Vi uttrycker styrbarheten hos nätverket i form av ett medelvärde av nätverkskonnektiviteten över tiden, och vi visar att alla agenter kan drivas till en önskad referenstrajektoria. Det andra bidraget är en regleringsalgoritm för fleragentsystem där kommunikationen mellan agenterna är ersatt av ett gemensamt minne som är installerat på ett moln. Kommunikationen mellan varje agent och molnet modelleras som en följd av händelser som planeras rekursivt av agenten. Vi kvantifierar nätverkets konnektivitet och vi visar att det är möjligt att synkronisera fleragentsystemet till samma tillståndstrajektoria och att två på varandra följande uppkopplingar till molnen av samma agent separeras av ett nedåt begränsat tidsintervall. Det tredje bidraget är en samling av distribuerade regulatorer för täcknings- och övervakningsuppgifter med ett nätverk av mobila sensorer med anisotropa sensormönster. Vi utvecklar en abstrakt modell av den inspekterade miljön och definierar ett mått på den täckning som uppnås av sensornätverket. Vi visar att nätverket uppnår gradvis förbättrad täckning, och vi karaktäriserar nätverkets jämviktskonfigurationer. Det fjärde bidraget är en distribuerad, molnbaserad regleringsalgoritm för inspektion av 3D-strukturer med ett nätverk av mobila sensorer, som liknar dem som betraktas i det tredje bidraget. Vi utvecklar en abstrakt modell av strukturen som ska inspekteras och kvantifierar omfattningen av inspektionen. Vi visar att nätverket enligt den föreslagna algoritmen är garanterat att slutföra inspektionen inom begränsad tid. Alla resultat som presenteras i avhandlingen bekräftas av numeriska simuleringar och ibland av experiment med flygrobotplattformar. Experimenten visar att teorin och metoderna som utvecklas i avhandlingen är av praktisk relevans.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 21. Adiban, Mohammad
    et al.
    Siniscalchi, Marco
    Stefanov, Kalin
    Salvi, Giampiero
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Tal, musik och hörsel, TMH, Tal-kommunikation. Norwegian University of Science and Technology Trondheim, Norway.
    Hierarchical Residual Learning Based Vector Quantized Variational Autoencorder for Image Reconstruction and Generation2022Ingår i: The 33rd British Machine Vision Conference Proceedings, 2022Konferensbidrag (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    We propose a multi-layer variational autoencoder method, we call HR-VQVAE, thatlearns hierarchical discrete representations of the data. By utilizing a novel objectivefunction, each layer in HR-VQVAE learns a discrete representation of the residual fromprevious layers through a vector quantized encoder. Furthermore, the representations ateach layer are hierarchically linked to those at previous layers. We evaluate our methodon the tasks of image reconstruction and generation. Experimental results demonstratethat the discrete representations learned by HR-VQVAE enable the decoder to reconstructhigh-quality images with less distortion than the baseline methods, namely VQVAE andVQVAE-2. HR-VQVAE can also generate high-quality and diverse images that outperform state-of-the-art generative models, providing further verification of the efficiency ofthe learned representations. The hierarchical nature of HR-VQVAE i) reduces the decoding search time, making the method particularly suitable for high-load tasks and ii) allowsto increase the codebook size without incurring the codebook collapse problem.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 22.
    af Klinteberg, Ludvig
    KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Matematik (Inst.), Numerisk analys, NA.
    Computational methods for microfluidics2013Licentiatavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [en]

    This thesis is concerned with computational methods for fluid flows on the microscale, also known as microfluidics. This is motivated by current research in biological physics and miniaturization technology, where there is a need to understand complex flows involving microscale structures. Numerical simulations are an important tool for doing this.

    The first paper of the thesis presents a numerical method for simulating multiphase flows involving insoluble surfactants and moving contact lines. The method is based on an explicit interface tracking method, wherein the interface between two fluids is decomposed into segments, which are represented locally on an Eulerian grid. The framework of this method provides a natural setting for solving the advection-diffusion equation governing the surfactant concentration on the interface. Open interfaces and moving contact lines are also incorporated into the method in a natural way, though we show that care must be taken when regularizing interface forces to the grid near the boundary of the computational domain.

    In the second paper we present a boundary integral formulation for sedimenting particles in periodic Stokes flow, using the completed double layer boundary integral formulation. The long-range nature of the particle-particle interactions lead to the formulation containing sums which are not absolutely convergent if computed directly. This is solved by applying the method of Ewald summation, which in turn is computed in a fast manner by using the FFT-based spectral Ewald method. The complexity of the resulting method is O(N log N), as the system size is scaled up with the number of discretization points N. We apply the method to systems of sedimenting spheroids, which are discretized using the Nyström method and a basic quadrature rule.

    The Ewald summation method used in the boundary integral method of the second paper requires a decomposition of the potential being summed. In the introductory chapters of the thesis we present an overview of the available methods for creating Ewald decompositions, and show how the methods and decompositions can be related to each other.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 23.
    af Klinteberg, Ludvig
    KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Matematik (Inst.), Numerisk analys, NA.
    Ewald summation for the rotlet singularity of Stokes flow2016Rapport (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [en]

    Ewald summation is an efficient method for computing the periodic sums that appear when considering the Green's functions of Stokes flow together with periodic boundary conditions. We show how Ewald summation, and accompanying truncation error estimates, can be easily derived for the rotlet, by considering it as a superposition of electrostatic force calculations.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 24.
    af Klinteberg, Ludvig
    KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Matematik (Inst.), Numerisk analys, NA.
    Fast and accurate integral equation methods with applications in microfluidics2016Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [sv]

    Denna avhandling behandlar beräkningsmetoder för strömning på mikroskalan, även känt som mikrofluidik. Detta val av ämne motiveras av aktuell forskning inom biologisk fysik och miniatyrisering, där det ofta finns ett behov av att förstå komplexa flöden med strukturer på mikroskalan. Datorsimuleringar är ett viktigt verktyg för att öka den förståelsen.

    Avhandlingens första, och mindre, del beskriver en numerisk metod för att simulera flerfasflöden med olösliga surfaktanter och rörliga kontaktlinjer. Metoden är baserad på en uppdelning av gränsskiktet, som tillåter det att representeras med lokala, Euleriska nät. Detta skapar naturliga förutsättningar för lösning av den PDE som styr surfaktantkoncentrationen på gränsskiktets yta.

    Avhandlingens andra, och större, del beskriver ett ramverk för att med hjälp av en randintegralformulering simulera stora system av styva partiklar i tredimensionellt, periodiskt Stokesflöde. Detta ramverk kan lösa flödesekvationerna mycket noggrant, tack vare den inneboende höga noggrannheten hos metoder för numerisk integration på släta ytor. Metoden är också snabb, tack vare den naturliga kopplingen mellan randintegralmetoder och snabba summeringsmetoder.

    Utvecklingen av ramverket för partikelsimuleringar täcker ett brett spektrum av ämnet numerisk analys. För snabba beräkningar på stora system används en snabb Ewaldsummeringsmetod vid namn spektral Ewald. Denna metod har anpassats för att fungera med den randintegralformulering för Stokesflöde som används. För noggrann numerisk integration används en metod kallad expansionskvadratur (eng. Quadrature by Expansion), som också har utvecklats för att passa samma Stokesformulering. Denna metod har även gjorts snabbare genom en nyutvecklad metod baserad på geometriska symmetrier. För att bättre förstå kvadraturmetodens inneboende fel har en analys baserad på konturintegraler och residykalkyl utförts, vilket har resulterat i väldigt noggranna felestimat.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 25.
    af Klinteberg, Ludvig
    et al.
    KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Matematik (Inst.), Numerisk analys, NA. KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Centra, Linné Flow Center, FLOW.
    Lindbo, Dag
    KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Matematik (Inst.), Numerisk analys, NA. KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Centra, Linné Flow Center, FLOW.
    Tornberg, Anna-Karin
    KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Matematik (Inst.), Numerisk analys, NA. KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Centra, Linné Flow Center, FLOW.
    An explicit Eulerian method for multiphase flow with contact line dynamics and insoluble surfactant2014Ingår i: Computers & Fluids, ISSN 0045-7930, E-ISSN 1879-0747, Vol. 101, s. 50-63Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    The flow behavior of many multiphase flow applications is greatly influenced by wetting properties and the presence of surfactants. We present a numerical method for two-phase flow with insoluble surfactants and contact line dynamics in two dimensions. The method is based on decomposing the interface between two fluids into segments, which are explicitly represented on a local Eulerian grid. It provides a natural framework for treating the surfactant concentration equation, which is solved locally on each segment. An accurate numerical method for the coupled interface/surfactant system is given. The system is coupled to the Navier-Stokes equations through the immersed boundary method, and we discuss the issue of force regularization in wetting problems, when the interface touches the boundary of the domain. We use the method to illustrate how the presence of surfactants influences the behavior of free and wetting drops.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 26.
    af Klinteberg, Ludvig
    et al.
    KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Matematik (Inst.), Numerisk analys, NA.
    Tornberg, Anna-Karin
    KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Matematik (Inst.), Numerisk analys, NA.
    A fast integral equation method for solid particles in viscous flow using quadrature by expansionManuskript (preprint) (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [en]

    Boundary integral methods are advantageous when simulating viscous flow around rigid particles, due to the reduction in number of unknowns and straightforward handling of the geometry. In this work we present a fast and accurate framework for simulating spheroids in periodic Stokes flow, which is based on the completed double layer boundary integral formulation. The framework implements a new method known as quadrature by expansion (QBX), which uses surrogate local expansions of the layer potential to evaluate it to very high accuracy both on and off the particle surfaces. This quadrature method is accelerated through a newly developed precomputation scheme. The long range interactions are computed using the spectral Ewald (SE) fast summation method, which after integration with QBX allows the resulting system to be solved in M log M time, where M is the number of particles. This framework is suitable for simulations of large particle systems, and can be used for studying e.g. porous media models.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 27.
    af Klinteberg, Ludvig
    et al.
    KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Matematik (Inst.), Numerisk analys, NA. KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Centra, Linné Flow Center, FLOW. KTH, Centra, SeRC - Swedish e-Science Research Centre.
    Tornberg, Anna-Karin
    KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Matematik (Inst.), Numerisk analys, NA. KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Centra, Linné Flow Center, FLOW. KTH, Centra, SeRC - Swedish e-Science Research Centre.
    A fast integral equation method for solid particles in viscous flow using quadrature by expansion2016Ingår i: Journal of Computational Physics, ISSN 0021-9991, E-ISSN 1090-2716, Vol. 326, s. 420-445Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Boundary integral methods are advantageous when simulating viscous flow around rigid particles, due to the reduction in number of unknowns and straightforward handling of the geometry. In this work we present a fast and accurate framework for simulating spheroids in periodic Stokes flow, which is based on the completed double layer boundary integral formulation. The framework implements a new method known as quadrature by expansion (QBX), which uses surrogate local expansions of the layer potential to evaluate it to very high accuracy both on and off the particle surfaces. This quadrature method is accelerated through a newly developed precomputation scheme. The long range interactions are computed using the spectral Ewald (SE) fast summation method, which after integration with QBX allows the resulting system to be solved in M log M time, where M is the number of particles. This framework is suitable for simulations of large particle systems, and can be used for studying e.g. porous media models.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Post-print
  • 28.
    af Klinteberg, Ludvig
    et al.
    KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Matematik (Inst.), Numerisk analys, NA.
    Tornberg, Anna-Karin
    KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Matematik (Inst.), Numerisk analys, NA.
    Adaptive Quadrature by Expansion for Layer Potential Evaluation in Two Dimensions2018Ingår i: SIAM Journal on Scientific Computing, ISSN 1064-8275, E-ISSN 1095-7197, Vol. 40, nr 3, s. A1225-A1249Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    When solving partial differential equations using boundary integral equation methods, accurate evaluation of singular and nearly singular integrals in layer potentials is crucial. A recent scheme for this is quadrature by expansion (QBX), which solves the problem by locally approximating the potential using a local expansion centered at some distance from the source boundary. In this paper we introduce an extension of the QBX scheme in two dimensions (2D) denoted AQBX—adaptive quadrature by expansion—which combines QBX with an algorithm for automated selection of parameters, based on a target error tolerance. A key component in this algorithm is the ability to accurately estimate the numerical errors in the coefficients of the expansion. Combining previous results for flat panels with a procedure for taking the panel shape into account, we derive such error estimates for arbitrarily shaped boundaries in 2D that are discretized using panel-based Gauss–Legendre quadrature. Applying our scheme to numerical solutions of Dirichlet problems for the Laplace and Helmholtz equations, and also for solving these equations, we find that the scheme is able to satisfy a given target tolerance to within an order of magnitude, making it useful for practical applications. This represents a significant simplification over the original QBX algorithm, in which choosing a good set of parameters can be hard.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 29.
    af Klinteberg, Ludvig
    et al.
    KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Matematik (Inst.), Numerisk analys, NA.
    Tornberg, Anna-Karin
    KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Matematik (Inst.), Numerisk analys, NA.
    Estimation of quadrature errors in layer potential evaluation using quadrature by expansionManuskript (preprint) (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [en]

    In boundary integral methods it is often necessary to evaluate layer potentials on or close to the boundary, where the underlying integral is difficult to evaluate numerically. Quadrature by expansion (QBX) is a new method for dealing with such integrals, and it is based on forming a local expansion of the layer potential close to the boundary. In doing so, one introduces a new quadrature error due to nearly singular integration in the evaluation of expansion coefficients. Using a method based on contour integration and calculus of residues, the quadrature error of nearly singular integrals can be accurately estimated. This makes it possible to derive accurate estimates for the quadrature errors related to QBX, when applied to layer potentials in two and three dimensions. As examples we derive estimates for the Laplace and Helmholtz single layer potentials. These results can be used for parameter selection in practical applications.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 30.
    af Klinteberg, Ludvig
    et al.
    KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Matematik (Inst.), Numerisk analys, NA.
    Tornberg, Anna-Karin
    KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Matematik (Inst.), Numerisk analys, NA.
    Fast Ewald summation for Stokesian particle suspensions2014Ingår i: International Journal for Numerical Methods in Fluids, ISSN 0271-2091, E-ISSN 1097-0363, Vol. 76, nr 10, s. 669-698Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    We present a numerical method for suspensions of spheroids of arbitrary aspect ratio, which sediment under gravity. The method is based on a periodized boundary integral formulation using the Stokes double layer potential. The resulting discrete system is solved iteratively using generalized minimal residual accelerated by the spectral Ewald method, which reduces the computational complexity to O(N log N), where N is the number of points used to discretize the particle surfaces. We develop predictive error estimates, which can be used to optimize the choice of parameters in the Ewald summation. Numerical tests show that the method is well conditioned and provides good accuracy when validated against reference solutions. 

    Ladda ner fulltext (pdf)
    postprint
  • 31.
    Aghazadeh, Omid
    KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), Datorseende och robotik, CVAP.
    Data Driven Visual Recognition2014Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [en]

    This thesis is mostly about supervised visual recognition problems. Based on a general definition of categories, the contents are divided into two parts: one which models categories and one which is not category based. We are interested in data driven solutions for both kinds of problems.

    In the category-free part, we study novelty detection in temporal and spatial domains as a category-free recognition problem. Using data driven models, we demonstrate that based on a few reference exemplars, our methods are able to detect novelties in ego-motions of people, and changes in the static environments surrounding them.

    In the category level part, we study object recognition. We consider both object category classification and localization, and propose scalable data driven approaches for both problems. A mixture of parametric classifiers, initialized with a sophisticated clustering of the training data, is demonstrated to adapt to the data better than various baselines such as the same model initialized with less subtly designed procedures. A nonparametric large margin classifier is introduced and demonstrated to have a multitude of advantages in comparison to its competitors: better training and testing time costs, the ability to make use of indefinite/invariant and deformable similarity measures, and adaptive complexity are the main features of the proposed model.

    We also propose a rather realistic model of recognition problems, which quantifies the interplay between representations, classifiers, and recognition performances. Based on data-describing measures which are aggregates of pairwise similarities of the training data, our model characterizes and describes the distributions of training exemplars. The measures are shown to capture many aspects of the difficulty of categorization problems and correlate significantly to the observed recognition performances. Utilizing these measures, the model predicts the performance of particular classifiers on distributions similar to the training data. These predictions, when compared to the test performance of the classifiers on the test sets, are reasonably accurate.

    We discuss various aspects of visual recognition problems: what is the interplay between representations and classification tasks, how can different models better adapt to the training data, etc. We describe and analyze the aforementioned methods that are designed to tackle different visual recognition problems, but share one common characteristic: being data driven.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Thesis
  • 32.
    Agliari, Elena
    et al.
    Dipartimento di Fisica, Universita` degli Studi di Parma, viale G. Usberti 7, 43100 Parma, Italy.
    Barra, Adriano
    Del Ferraro, Gino
    KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), Beräkningsbiologi, CB.
    Guerra, Francesco
    Tantari, Daniele
    Anergy in self-directed B lymphocytes: A statistical mechanics perspective2013Ingår i: Journal of Theoretical Biology, ISSN 0022-5193, E-ISSN 1095-8541, Vol. 375, s. 21-31Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Self-directed lymphocytes may evade clonal deletion at ontogenesis but still remain harmless due to a mechanism called clonal anergy. For B-lymphocytes, two major explanations for anergy developed over the last decades: according to Varela theory, anergy stems from a proper orchestration of the whole B-repertoire, such that self-reactive clones, due to intensive feed-back from other clones, display strong inertia when mounting a response. Conversely, according to the model of cognate response, self-reacting cells are not stimulated by helper lymphocytes and the absence of such signaling yields anergy. Through statistical mechanics we show that helpers do not prompt activation of a sub-group of B-cells: remarkably, the latter are just those broadly interacting in the idiotypic network. Hence Varela theory can finally be reabsorbed into the prevailing framework of the cognate response model. Further, we show how the B-repertoire architecture may emerge, where highly connected clones are self-directed as a natural consequence of ontogenetic learning. 

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 33.
    Aguiar, Miguel
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik.
    Learning flow functions: architectures, universal approximation and applications to spiking systems2024Licentiatavhandling, monografi (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [sv]

    Denna avhandling studerar maskininlärningsmetoder för tidskontinuerliga reglersystem. Vi utgår från en abstrakt systemrepresentation med en lösningsoperator, som avbildar systemets initialtillstånd och insignal på motsvarande tillståndstrajektorian. Målet är att undersöka inlärning av tidskontinuerliga simuleringsmodeller utifrån tillståndsmätningar. Avhandlingen består av tre huvudbidrag.

    Vi undersöker först arkitekturer baserade på neurala nätverk, för klasser av insignaler som är brukliga i tillämpningar och har en viss tidsdiskret struktur. Vi formulerar problemet matematiskt, och visar att lösningsoperatorn kan representeras exakt av ett tidsdiskret system. Detta leder till en arkitektur baserad på ett återkopplande neuralt nätverk (RNN), som vi utförligt beskriver, analyserar och validerar med hjälp av data från två modeller av icke-linjära oscillatorer, nämligen Van der Pol oscillatorn och FitzHugh-Nagumo oscillatorn. I båda fall visar vi att vi kan träna modeller som noggrant reproducerar systemens lösningsbanor.

    Därefter studerar vi en tillämpning på system vars tillståndstrajektorier kännetecknas av förekomsten av snabba oscillationer i form av impulser, såsom modeller av biologiska neuroner. Denna klass av system karakteriseras av ett flerskaligt och högfrekvent tidssvar, vilket gör det önskvärt att ta fram tidskontinuerliga modeller som är lätta att simulera. Vi lägger fram ett ramverk för inlärning av surrogatmodeller av sådana system från data. Ramverket demonstreras med hjälp av data från en modell av en biologisk neuron och en modell av två kopplade biologiska neuroner, och resultaten visar att våra modeller noggrant reproducerar systemens beteende.

    Slutligen tar vi fram ett bevis för ett approximationsteorem för inlärning av lösningsoperatorer av tidskontinuerliga system. Vi visar att den RNN- arkitektur som vi har tagit fram kan approximera godtyckliga reglersystem under vissa villkor som vi först formulerar abstrakt. Sedan bevisar att reglersystem som beskrivs av ordinära differentialekvationer uppfyller dessa villkor, vilket betyder att de kan approximeras av den studerade arkitekturen.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 34.
    Aguilar, Xavier
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Datavetenskap, Beräkningsvetenskap och beräkningsteknik (CST). KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Centra, Parallelldatorcentrum, PDC.
    Performance Monitoring, Analysis, and Real-Time Introspection on Large-Scale Parallel Systems2020Doktorsavhandling, monografi (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [sv]

    HPC (högpresterande datorer) har idag blivit ett nödvändigt verktyg för stora forskningsprojekt inom olika områden såsom läkemedelsdesign, klimat- modellering mm. Den enorma datorkraften hos HPC-system har dessutom gjort det möjligt för forskare att simulera problem som var otänkbara för en- dast några år sedan. Det finns dock ett problem. Den ökande komplexiteten hos HPC-system medför att utvecklingen av effektiv mjukvara kapabel att ut- nyttja dessa resurser blir utmanande. Användningen av prestandaövervakning och mjukvaruanalys måste därför spela en viktig roll för att avslöja prestand- aproblem i parallella system. Utveckling av prestandaverktyg står dock också inför liknande utmaningar och måste kunna hantera allt växande mängder genererade data.

    I denna avhandling föreslår vi en ny modell för prestandakaraktärisering av MPI applikationer för att försöka lösa problemet med stora datamängder. Vår metod använder sig av “Event Flow” grafer för att balansera mellan skal- barheten av profileringsmetoder, dvs prestandadata av aggregerade mätvär- den, med informationen från spårningsmetoder, dvs filer med tidsstämplade händelser. Dessa grafer tillåter oss att koda händelserna och därmed minskar behovet av lagring, vilket leder till utnyttjande av mycket mindre minne och diskutrymme, och slutligen till ökad skalbarhet. Vi demonstrerar även i denna avhandling hur vår “Event Flow” grafmodell kan användas för spårkompri- mering. Dessutom föreslår vi en ny metod som använder “Event Flow” grafer för att automatiskt undersöka strukturen hos MPI-applikationer. Denna kun- skap kan i efterhand användas för att samla in prestandadata på ett smartare sätt och minskar mängden redundanta data som samlas in. Slutligen visar vi att våra grafer kan användas inom andra områden, utöver spårkomprime- ring och automatiskt analys av prestandadata, dvs för att utforska visuella prestandadata.

    Förutom ”Event Flow” grafer undersöker vi i denna avhandling även de- signen och användningen av ramverk för introspektion av prestanda. Framtida HPC-system kommer att vara mycket dynamiska miljöer kapabla till extrema nivåer av parallelism, men med en begränsad energikonsumtion, betydande resursfördelning och heterogen hårdvara. Användningen av realtidsdata för att orkestrera exekvering av program i så komplexa och dynamiska miljöer kommer att bli en nödvändighet. Den här avhandlingen presenterar två oli- ka ramverk för introspektion av prestandadata. Dessa ramverk är enkla att använda, ger prestandadata i realtid och kräver få resurser. Vi demonstrerar bland annat hur vårt tillvägagångssätt kan användas för att i realtid minska systemets energikonsumtion.

    De metoder som föreslås i denna avhandling har bekräftats på olika stor- skaliga HPC-system med många kärnor såväl som gentemot nutida vetenskap- liga applikationer. Experimenten visar att våra metoder, när det gäller pre- standakarakterisering och introspektion av prestandadata, inte är resurskrä- vande och kan bidra till prestandaövervakning av framtida HPC-system.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 35.
    Aguilar, Xavier
    KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), High Performance Computing and Visualization (HPCViz).
    Towards Scalable Performance Analysis of MPI Parallel Applications2015Licentiatavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [en]

      A considerably fraction of science discovery is nowadays relying on computer simulations. High Performance Computing  (HPC) provides scientists with the means to simulate processes ranging from climate modeling to protein folding. However, achieving good application performance and making an optimal use of HPC resources is a heroic task due to the complexity of parallel software. Therefore, performance tools  and runtime systems that help users to execute  applications in the most optimal way are of utmost importance in the landscape of HPC.  In this thesis, we explore different techniques to tackle the challenges of collecting, storing, and using  fine-grained performance data. First, we investigate the automatic use of real-time performance data in order to run applications in an optimal way. To that end, we present a prototype of an adaptive task-based runtime system that uses real-time performance data for task scheduling. This runtime system has a performance monitoring component that provides real-time access to the performance behavior of anapplication while it runs. The implementation of this monitoring component is presented and evaluated within this thesis. Secondly, we explore lossless compression approaches  for MPI monitoring. One of the main problems that  performance tools face is the huge amount of fine-grained data that can be generated from an instrumented application. Collecting fine-grained data from a program is the best method to uncover the root causes of performance bottlenecks, however, it is unfeasible with extremely parallel applications  or applications with long execution times. On the other hand, collecting coarse-grained data is scalable but  sometimes not enough to discern the root cause of a performance problem. Thus, we propose a new method for performance monitoring of MPI programs using event flow graphs. Event flow graphs  provide very low overhead in terms of execution time and  storage size, and can be used to reconstruct fine-grained trace files of application events ordered in time.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Licentiate Thesis
  • 36.
    Aguilar, Xavier
    et al.
    KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), High Performance Computing and Visualization (HPCViz).
    Fürlinger, Karl
    Laure, Erwin
    KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), High Performance Computing and Visualization (HPCViz).
    Visual MPI Performance Analysis using Event Flow Graphs2015Ingår i: Procedia Computer Science, E-ISSN 1877-0509, Vol. 51, s. 1353-1362Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Event flow graphs used in the context of performance monitoring combine the scalability and low overhead of profiling methods with lossless information recording of tracing tools. In other words, they capture statistics on the performance behavior of parallel applications while pre- serving the temporal ordering of events. Event flow graphs require significantly less storage than regular event traces and can still be used to recover the full ordered sequence of events performed by the application.  In this paper we explore the usage of event flow graphs in the context of visual performance analysis. We show that graphs can be used to quickly spot performance problems, helping to better understand the behavior of an application. We demonstrate our performance analysis approach with MiniFE, a mini-application that mimics the key performance aspects of finite- element applications in High Performance Computing (HPC).

    Ladda ner fulltext (pdf)
    xaguilar_iccs2015
  • 37.
    Aguilar, Xavier
    et al.
    KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), High Performance Computing and Visualization (HPCViz).
    Laure, Erwin
    KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), High Performance Computing and Visualization (HPCViz).
    Fürlinger, Karl
    Ludwig-Maximilians-Universität München.
    Online Performance Data Introspection with IPM2014Ingår i: Proceedings of the 15th IEEE International Conference on High Performance Computing and Communications (HPCC 2013), IEEE Computer Society, 2014, s. 728-734Konferensbidrag (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Exascale systems will be heterogeneous architectures with multiple levels of concurrency and energy constraints. In such a complex scenario, performance monitoring and runtime systems play a major role to obtain good application performance and scalability. Furthermore, online access to performance data becomes a necessity to decide how to schedule resources and orchestrate computational elements: processes, threads, tasks, etc. We present the Performance Introspection API, an extension of the IPM tool that provides online runtime access to performance data from an application while it runs. We describe its design and implementation and show its overhead on several test benchmarks. We also present a real test case using the Performance Introspection API in conjunction with processor frequency scaling to reduce power consumption.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 38.
    Aguilar, Xavier
    et al.
    KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), Centra, Parallelldatorcentrum, PDC.
    Schliephake, Michael
    KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), Centra, Parallelldatorcentrum, PDC.
    Vahtras, Olav
    KTH, Skolan för bioteknologi (BIO), Teoretisk kemi och biologi. KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), Centra, Parallelldatorcentrum, PDC.
    Gimenez, Judit
    Barcelona Supercomputing Center, Universitat Politecnica de Catalunya, Barcelona, Spain.
    Laure, Erwin
    KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), Centra, Parallelldatorcentrum, PDC.
    Scaling Dalton, a molecular electronic structure program2011Ingår i: Seventh International Conference on e-Science, e-Science 2011, 5-8 December 2011, Stockholm, Sweden, IEEE conference proceedings, 2011, s. 256-262Konferensbidrag (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Dalton is a molecular electronic structure program featuring common methods of computational chemistry that are based on pure quantum mechanics (QM) as well as hybrid quantum mechanics/molecular mechanics (QM/MM). It is specialized and has a leading position in calculation of molecular properties with a large world-wide user community (over 2000 licenses issued). In this paper, we present a characterization and performance optimization of Dalton that increases the scalability and parallel efficiency of the application. We also propose asolution that helps to avoid the master/worker design of Daltonto become a performance bottleneck for larger process numbers and increase the parallel efficiency.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 39.
    Ahlberg, Ernst
    et al.
    Predictive Compound ADME & Safety, Drug Safety & Metabolism, AstraZeneca IMED Biotech Unit, Mölndal, Sweden.
    Winiwarter, Susanne
    Predictive Compound ADME & Safety, Drug Safety & Metabolism, AstraZeneca IMED Biotech Unit, Mölndal, Sweden.
    Boström, Henrik
    Department of Computer and Systems Sciences, Stockholm University, Sweden.
    Linusson, Henrik
    Department of Information Technology, University of Borås, Sweden.
    Löfström, Tuve
    Högskolan i Jönköping, JTH. Forskningsmiljö Datavetenskap och informatik.
    Norinder, Ulf
    Swetox, Karolinska Institutet, Unit of Toxicology Sciences, Sweden.
    Johansson, Ulf
    Högskolan i Jönköping, JTH, Datateknik och informatik.
    Engkvist, Ola
    External Sciences, Discovery Sciences, AstraZeneca IMED Biotech Unit, Mölndal, Sweden.
    Hammar, Oscar
    Quantitative Biology, Discovery Sciences, AstraZeneca IMED Biotech Unit, Mölndal, Sweden.
    Bendtsen, Claus
    Quantitative Biology, Discovery Sciences, AstraZeneca IMED Biotech Unit, Cambridge, UK.
    Carlsson, Lars
    Quantitative Biology, Discovery Sciences, AstraZeneca IMED Biotech Unit, Mölndal, Sweden.
    Using conformal prediction to prioritize compound synthesis in drug discovery2017Ingår i: Proceedings of Machine Learning Research: Volume 60: Conformal and Probabilistic Prediction and Applications, 13-16 June 2017, Stockholm, Sweden / [ed] Alex Gammerman, Vladimir Vovk, Zhiyuan Luo, and Harris Papadopoulos, 2017, s. 174-184Konferensbidrag (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    The choice of how much money and resources to spend to understand certain problems is of high interest in many areas. This work illustrates how computational models can be more tightly coupled with experiments to generate decision data at lower cost without reducing the quality of the decision. Several different strategies are explored to illustrate the trade off between lowering costs and quality in decisions.

    AUC is used as a performance metric and the number of objects that can be learnt from is constrained. Some of the strategies described reach AUC values over 0.9 and outperforms strategies that are more random. The strategies that use conformal predictor p-values show varying results, although some are top performing.

    The application studied is taken from the drug discovery process. In the early stages of this process compounds, that potentially could become marketed drugs, are being routinely tested in experimental assays to understand the distribution and interactions in humans.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    FULLTEXT01
  • 40.
    Ahlberg, Sofie
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik.
    Human-in-the-Loop Control Synthesis for Multi-Agent Systems under Metric Interval Temporal Logic Specifications2019Licentiatavhandling, monografi (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [sv]

    I takt med att robotar blir allt vanligare i våra hem och i våra arbetsmiljöer, har det blivit allt viktigare att ta hänsyn till människan plats i systemen när regulatorerna för robotorna designas. Detta innefattar både människans fysiska närvaro och interaktion på besluts- och reglernivå. En viktig aspekt i detta är att designa regulatorer som garanterat uppfyller givna villkor. Samtidigt måste vi minimera risken att ingen lösning hittas, eftersom det skulle tvinga systemet till ett stopp. För att uppnå detta krävs det att det finns rum för att mjuka upp villkoren. En annan aspekt är att designa systemet så att det är anpassningsbart till människan och miljön.

    I den här uppsatsen närmar vi oss problemet genom att använda regulator syntes för multi-agent system under hårda och mjuka villkor där människan har direkt påverkan på hur det svaga villkoret överträds. För att hantera multi-agent strukturen undersöker vi både det klassiska centraliserade automata-baserade ramverket och ett icke-centraliserat tillvägagångsätt med krockundvikning. För att hantera mjuka villkor introducerar vi en metrik; hybrida avståndet, som kvantifierar överträdelsen. Det hybrida avståndet består av två typer av överträdelse (kontinuerligt avstånd eller missandet av deadlines, och diskret avstånd eller rumsliga överträdelser) som vägs mot varandra med en vikt konstant som vi kommer att kalla den mänskliga preferens kontanten. Som mänsklig påverkan överväger vi direkt feedback på överträdelsen genom att hon bestämmer värdet på den mänskliga preferens kontanten, och direkt påverkan på regulatorn där den mänskliga preferens konstanten bestäms genom en inverserad förstärkt inlärnings algoritm baserad på de föreslagna och följda vägarna. Metoderna valideras genom simuleringar.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 41.
    Ahlberg, Sofie
    et al.
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik.
    Dimarogonas, Dimos V.
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik.
    Human in the Loop Least Violating Robot Control Synthesis under Metric Interval Temporal Logic Specifications2018Ingår i: 2018 European Control Conference, ECC 2018, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 2018, s. 453-458, artikel-id 8550179Konferensbidrag (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Recently, multiple frameworks for control synthesis under temporal logic have been suggested. The frameworks allow a user to give one or a set of robots high level tasks of different properties (e.g. temporal, time limited, individual and cooperative). However, the issue of how to handle tasks, which either seem to be or are infeasible, remains unsolved. In this paper we introduce a human to the loop, using the human's feedback to determine preference towards different types of violations of the tasks. We introduce a metric of violation called hybrid distance. We also suggest a novel framework for synthesizing a least violating controller with respect to the hybrid distance and the human feedback. Simulation result indicate that the suggested framework gives reasonable estimates of the metric, and that the suggested plans correspond to the expected ones.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 42.
    Ahlberg, Sofie
    et al.
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik.
    Dimarogonas, Dimos V.
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik.
    Human-in-the-loop control synthesis for multi-agent systems under hard and soft metric interval temporal logic specifications∗2019Ingår i: Proceedings 15th IEEE International Conference on Automation Science and Engineering, CASE 2019, IEEE Computer Society , 2019, s. 788-793Konferensbidrag (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    In this paper we present a control synthesis framework for a multi-agent system under hard and soft constraints, which performs online re-planning to achieve collision avoidance and execution of the optimal path with respect to some human preference considering the type of the violation of the soft constraints. The human preference is indicated by a mixed initiative controller and the resulting change of trajectory is used by an inverse reinforcement learning based algorithm to improve the path which the affected agent tries to follow. A case study is presented to validate the result.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 43.
    Ahlberg, Sofie
    et al.
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik.
    Dimarogonas, Dimos V.
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Intelligenta system, Reglerteknik. KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Centra, Centrum för autonoma system, CAS. KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Centra, ACCESS Linnaeus Centre.
    Mixed-Initiative Control Synthesis: Estimating an Unknown Task Based on Human Control Input2020Ingår i: Proceedings of the 3rd IFAC Workshop on Cyber-Physical & Human Systems,, 2020Konferensbidrag (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    In this paper we consider a mobile platform controlled by two entities; an autonomousagent and a human user. The human aims for the mobile platform to complete a task, whichwe will denote as the human task, and will impose a control input accordingly, while not beingaware of any other tasks the system should or must execute. The autonomous agent will in turnplan its control input taking in consideration all safety requirements which must be met, sometask which should be completed as much as possible (denoted as the robot task), as well aswhat it believes the human task is based on previous human control input. A framework for theautonomous agent and a mixed initiative controller are designed to guarantee the satisfaction ofthe safety requirements while both the human and robot tasks are violated as little as possible.The framework includes an estimation algorithm of the human task which will improve witheach cycle, eventually converging to a task which is similar to the actual human task. Hence, theautonomous agent will eventually be able to find the optimal plan considering all tasks and thehuman will have no need to interfere again. The process is illustrated with a simulated example

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 44.
    Ahlfors, Charlotta
    KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Elektroteknik, Elkraftteknik.
    Weekly planning of hydropower in systems with large volumes of varying power generation2022Licentiatavhandling, monografi (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [sv]

    Vattenkraft är världens största källa till förnyelsebar elproduktion. Vattenkraftverk med magasin erbjuder flexibilitet till elkraftsystem. Effektiva planeringsmetoder förbättrar flexibiliteten hos kraftsystemen och minskar koldioxidutsläppen, vilket är nödvändigt i kraftsystem som utsätts för snabb förändring med obalans mellan produktion och konsumtion av effekt. Detta beror på ökad andel förnyelsebara energikällor, som vind- och solkraft, i kraftsystemen. Vattenkraftverk har låga driftkostnader och används som baskraft. Den här avhandlingen fokuserar på veckoplanering av vattenkraft i kraftsystem med stora volymer och varierande kraftproduktion, samt en litteraturstudie och en metod för underhållsplanering presenteras. 

     

    Ämnet vattenkraftplanering är väl undersökt och varierande forskningsfrågor har studerats under många år i olika länder. En del av arbetena sammanfattas och diskuteras i litteraturstudier, vilka presenteras i den här avhandlingen. Först presenteras några litteraturstudier, som täcker flera aspekter av vattenkraftplanering. Litteraturstudier, för långtids-, medeltidsplanering, respektive korttidsplanering beskrivs. 

     

    Underhållsplanering i elkraftsystem består av förebyggande och korrigerande underhåll. Förebyggande underhåll utförs vid förutbestämda intervall enligt förbestämda kriterier. Denna typ av underhåll är viktig för att kraftproducenter ska kunna undvika förlorad elproduktion och förlorad inkomst. Underhållsplaneringen för vattenkraftverk förebygger dessa fenomen, eftersom spill i magasinen och slitage på turbinerna kan undvikas. Vanligen utförs underhållen i vattenkraftverken på turbinerna eller vid intaget i magasinet. En deterministisk metod och en stokastisk metod att lösa ett medeltidsplaneringsproblem, formulerat som ett blandat heltalsprogrammeringsproblem presenteras. Den deterministiska metoden fungerar väl i termer av beräkningstid och noggrannhet. Den stokastiska metoden jämfört med den deterministiska metoden ger ett något bättre resultat dock till priset av ett behov av större datorresurser.   

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 45.
    Ahmadi Achachlouei, Mohammad
    KTH, Skolan för arkitektur och samhällsbyggnad (ABE), Samhällsplanering och miljö, Miljöstrategisk analys. KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), Centra, Centre for Sustainable Communications, CESC.
    Environmental Impacts of Electronic Media: A Comparison of a Magazine’s Tablet and Print Editions2013Licentiatavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [en]

    The aim of this thesis is to assess potential environmental impacts of electronic media distribution and consumption—from a life cycle perspective—as compared to those of print media.

    The thesis consists of a cover essay and two papers appended at the end of the thesis. The cover essay summarizes the papers and puts them in context. The main objectives of the thesis are twofold: to assess potential environmental impacts of production and consumption of tablet editions of magazines from a life cycle perspective (Paper I), and to compare potential environmental impacts of a magazine’s print edition with that of its tablet edition (Paper II).

    The thesis examines the following specific research questions: (1) What are the main environmental impacts of print and tablet editions? (2) Which activities are giving rise to the main environmental impacts of the print and tablet editions? (3) What are the key factors influencing these impacts? (4) What are major data gaps and uncertainties?

    Based on the present assessment, it is clear that for the print magazine, pulp and paper production is the principal cause of most of the potential environmental impacts. For this reason, the use of recycled paper, rather than virgin fiber, in newsprint production may considerably offset environmental impacts.

    For the tablet edition, the content production dominates the potential environmental impacts when readers are few. This appears to be the case in an emerging state of the magazine, but with distribution of more media products to smaller groups of people, this may persist for “mature” products as well. As the number of tablet readers grows, more of the environmental impact of the is due to manufacturing of the device and electronic distribution. However, content production may still be a major factor, depending on the specific environmental impacts studied.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 46.
    Ahmadi Achachlouei, Mohammad
    KTH, Skolan för arkitektur och samhällsbyggnad (ABE), Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik, Miljöstrategisk analys (fms). KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), Centra, Centre for Sustainable Communications, CESC.
    Exploring the Effects of ICT on Environmental Sustainability: From Life Cycle Assessment to Complex Systems Modeling2015Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [sv]

    Den ökande produktionen och konsumtionen av produkter och tjänster inom informations- och kommunikationsteknik (IKT) leder till en ökning av den globala elanvändningen samt direkta miljökonsekvenser kopplade till IKT. Men IKT har även indirekta miljömässiga effekter. Dessa kan vara positiva till exempel genom substitutions- och optimeringseffekter eller negativa genom att till exempel ge upphov till ytterligare efterfrågan på grund av effektivisering (så kallade reboundeffekter).

    Olika metoder kan användas för att modellera och bedöma både direkta och indirekta effekter av IKT. Syftet med denna avhandling är att undersöka metoder för modellering samt att studera miljöeffekter av IKT och elektronisk media med hjälp av livscykelanalys (LCA) och även modellering av komplexa och dynamiska system, samt simuleringsteknik, så som System Dynamics (SD) och agentbaserad (AB) modellering. Avhandlingen omfattar fem artiklar (artikel I-V).

    Artikel I & II beskriver resultaten från en fallstudie där miljöeffekter kopplade till en svensk tidskrift studeras med LCA. Tidskriftens version för surfplatta samt motsvarande tryckta version studeras och jämförs.

    Artikel III går ett steg vidare från produktnivåns LCA. Artikeln återkopplar till en SD simuleringsstudie som ursprungligen genomfördes under 2002. Simuleringsstudien gällde framtida miljöeffekter av IKT i 15 europeiska länder med tidspespektivet 2000-2020. I artikeln valideras tre scenarier från simuleringsstudien med hjälp av nya empiriska data från 2000-2012 och ett nytt scenario modelleras. Kvantitativa och kvalitativa resultat från den ursprungliga studien diskuteras. Till exempel visar artikel III att IKT har en stimulerande effekt på den totala persontrafiken genom att göra den mer kostnads- och tidseffektiv (reboundeffekt).

    Modelleringsmekanismen som används för att representera denna reboundeffekt diskuteras vidare i artikel IV. Artikeln belyser och diskuterar den återkopplingsslinga (feedback-loop) som används för att modellera två typer av reboundeffekter kopplade till persontrafik (direkt ekonomisk rebound och tidsrelaterad rebound) samt jämför med en tidigare studie. Artikel IV behandlar också den roll systemtänkande och modellering kan spela i konceptualisering och kommunikation av reboundeffekters dynamik.

    För att ytterligare undersöka systemmodelleringens och simuleringens möjligheter att representera icke-linjära komplexa och dynamiska system (exempel på sådana diskuteras i artikel III och IV), sammanställer artikel V tidigare studier som jämför SD och AB-metoder och -modeller.  Studiernas mål och metod summeras och resultaten med avseende på vilka kriterier som presenteras för att välja mellan SD och AB sammanställs. Även processen för att omvandla en befintlig SD-modell till en AB-modell beskrivs.

    Avhandlingens slutsats är att LCA och systemmodelleringsmetoder kan vara användbara för att studera IKTs direkta effekter så väl som indirekta effekter på miljön.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Cover essay for dissertation, Mohammad Ahmadi Achachlouei
  • 47.
    Ahmadi Achachlouei, Mohammad
    et al.
    KTH, Skolan för arkitektur och samhällsbyggnad (ABE), Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik, Miljöstrategisk analys (fms). KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), Centra, Centre for Sustainable Communications, CESC.
    Hilty, Lorenz M.
    KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), Centra, Centre for Sustainable Communications, CESC.
    Modeling the Effects of ICT on Environmental Sustainability: Revisiting a System Dynamics Model Developed for the European Commission2015Ingår i: ICT Innovations for Sustainability / [ed] Hilty, L.M.; Aebischer, B., Switzerland: Springer Publishing Company, 2015, s. 449-474Kapitel i bok, del av antologi (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    This chapter revisits a System Dynamics model developed in 2002 with the aim of exploring the future impacts of Information and Communication Technology (ICT) on environmental sustainability in the EU, which then consisted of 15 countries. The time horizon of the study was 20 years (2000–2020). We analyze the results in light of empirical data that is now available for 2000–2012. None of the three scenarios that were developed by experts to specify the external factors needed to run the model were realistic from today’s point of view. If the model is re-run with more realistic input data for the first half of the simulation period, however, the main results regarding the impact of ICT remain qualitatively the same; they seem to be relatively robust implications of the causal system structure, as it is represented in the model. Overall, the impacts of ICT for mitigating greenhouse gas emissions and other environmental burdens for 2020 tend to be slightly stronger if the simulation is based on the empirical data now available.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 48.
    Ahmadi Achachlouei, Mohammad
    et al.
    KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), Centra, Centre for Sustainable Communications, CESC. Department of Informatics, University of Zurich, Zurich, Switzerland.
    Hilty, Lorenz M
    KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), Centra, Centre for Sustainable Communications, CESC. Department of Informatics, University of Zurich, Zurich, Switzerland.
    Simulating the future impact of ICT on environmental sustainability: validating and recalibrating a system dynamics model - Background Data2014Rapport (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [en]

    This report serves as supplementary material to the book chapter “Modeling the Effects of ICT on Environmental Sustainability: Revisiting a System Dynamics Model Developed for the European Commission” (Achachlouei and Hilty 2015) published in the book “ICT Innovations for Sustainability” (Hilty and Aebischer 2015). The current report was referred to in the book chapter whenever the data to be presented exceeded the space provided for the book chapter.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 49.
    Ahmadi Achachlouei, Mohammad
    et al.
    KTH, Skolan för arkitektur och samhällsbyggnad (ABE), Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik, Miljöstrategisk analys (fms). KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), Centra, Centre for Sustainable Communications, CESC. Empa, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, Technology and Society Lab, St. Gallen, Switzerland.
    Hilty, Lorenz M.
    KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), Centra, Centre for Sustainable Communications, CESC. Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology (Empa) and University of Zurich, Department of Informatics.
    System Dynamics vs. agent-based modeling—comparing models and approaches: A literature review and a transformation procedureManuskript (preprint) (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [en]

    Systems modeling and simulation methods such as System Dynamics (SD) and agent-based (AB) modeling have been used to foster a better understanding of the dynamics and complexity of natural, technical, and social systems. System Dynamics provides an aggregate-level perspective, highlighting thinking in feedback loops and employing differential equations to model the causal relations in a system, exploring the system's dynamics by numerically solving the equations. Agent-based modeling, in a bottom-up method, focuses on constituent units (agents) and their interactions to explore the emerging behavior at a system level by means of simulation. Comparing these modeling methods can help us understand their strengths and weaknesses in order to choose the right approach for a given modeling problem. It may also support the analysis of a given system to build multiple models using the different approaches and comparing them, in particular to treat fundamental uncertainties in systems modeling and simulation. In this paper, we review the existing studies comparing the SD and AB approaches and models, investigating the aims, methodology, and results of such comparative studies. We also highlight lessons learned for future model comparisons by examining how the corresponding SD and AB models are built for the purpose of comparison. A procedure for transforming System Dynamics models into agent-based models is presented and discussed using examples from the literature.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 50.
    Ahmadi Achachlouei, Mohammad
    et al.
    KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), Centra, Centre for Sustainable Communications, CESC. KTH, Skolan för arkitektur och samhällsbyggnad (ABE), Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik, Miljöstrategisk analys (fms). Empa – Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, Technology and Society Lab , 9014 St. Gallen, Switzerland .
    Hilty, Lorenz M.
    KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), Centra, Centre for Sustainable Communications, CESC. University of Zürich, , Department of Informatics, CH-8050 Zürich, Switzerland; Empa – Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, Technology and Society Lab , 9014 St. Gallen, Switzerland .
    Using Systems Thinking and System Dynamics Modeling to Understand Rebound Effects2016Ingår i: Advances And New Trends In Environmental And Energy Informatics / [ed] Jorge Marx Gómez, Michael Sonnenschein, Andreas Winter, Ute Vogel, Barbara Rapp Nils Giesen, Cham, Switzerland: Springer Publishing Company, 2016, s. 237-255Kapitel i bok, del av antologi (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Processes leading to an increase of demand for a resource as a consequence of increasing the efficiency of using this resource in production or consumption are known as (direct) rebound effects. Rebound effects at micro and macro levels tend to offset the reduction in resource consumption enabled by progress in efficiency. Systems thinking and modeling instruments such as causal loop diagrams and System Dynamics can be used to conceptualize the structure of this complex phenomenon and also to communicate model-based insights. In passenger transport, the rebound effect can be invoked by increased cost efficiency (direct economic rebound) and/or increase in speed (time rebound). In this paper we review and compare two existing models on passenger transport—including a model on the role of information and communication technology—with regard to the feedback loops used to conceptualize rebound effects.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
1234567 1 - 50 av 3466
RefereraExporteraLänk till träfflistan
Permanent länk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf