Instytut Bezpieczeństwa i Informatyki – Cyberbezpieczeństwo | Informatyka
Struktura Instytutu
Katedra Fizyki i Matematyki Stosowanej
Opis działalności
Profil i misja naukowa
Dydaktyka
Katedra prowadzi rozbudowaną działalność dydaktyczną oraz popularyzatorską w zakresie matematyki, fizyki i ich zastosowań w informatyce. Szczególny nacisk kładziemy na rozwijanie u studentów zdolności logicznego myślenia, zrozumienia fundamentalnych pojęć oraz budowania powiązań między teorią a praktyką. Kursy prowadzone przez nasz zespół są podstawą dalszego kształcenia w dziedzinach technicznych i ścisłych.
W zakresie matematyki realizujemy m.in. kursy z analizy matematycznej, algebry liniowej, matematyki dyskretnej (obejmującej logikę i podstawy rachunku prawdopodobieństwa), a także teorii informacji i kodowania. Szczególną uwagę poświęcamy zagadnieniom logicznym, które stanowią fundament dla programowania, algorytmiki i teorii obliczeń.
Laboratorium fizyki i elektroniki wprowadza natomiast studentów w fizyczne podstawy działania urządzeń informatycznych. Zajęcia te obejmują teorię obwodów elektrycznych, obsługę sprzętu pomiarowego oraz praktyczne projektowanie i testowanie układów elektronicznych na płytkach stykowych. Celem kursu jest wykształcenie umiejętności łączenia wiedzy teoretycznej z praktyką inżynierską.
Badania naukowe
Działalność naukowa prowadzona w katedrze koncentruje się wokół interdyscyplinarnych badań z zakresu fizyki, matematyki stosowanej i informatyki teoretycznej. Choć prace badawcze są prowadzone przez niezależne zespoły, łączy je wspólne dążenie do zrozumienia złożonych zjawisk przy użyciu precyzyjnych narzędzi matematycznych i modelowania fizycznego.
Jednym z kluczowych kierunków badawczych są materiały ferroelektryczne i efekt elektrokaloryczny. Prowadzone prace koncentrują się na zjawiskach fizycznych występujących w strukturach ferroelektrycznych, w których spontaniczna polaryzacja elektryczna może być kontrolowana zewnętrznym polem. Szczególne zainteresowanie wzbudza efekt elektrokaloryczny, który znajduje zastosowanie w nowoczesnych technologiach chłodzenia, mikroelektronice oraz energoelektronice. Badania obejmują zarówno aspekty eksperymentalne, jak i modelowanie teoretyczne tych zjawisk, z uwzględnieniem ich potencjału w zastosowaniach praktycznych.
Równolegle rozwijana jest tematyka fizyki teoretycznej i klasycznej teorii pola, w której badane są nieliniowe układy dynamiczne i struktury topologiczne, takie jak solitony, kinkowe defekty czy ściany domenowe. Analizowane są modele typu sinus-Gordona oraz signum-Gordona, również w ujęciu zakrzywionej geometrii czasoprzestrzeni, jak w przypadku geometrii Schwarzschilda. Prace te dotyczą również dynamiki fluxonów w złączach Josephsona oraz wpływu zaburzeń geometrycznych na zachowanie struktur topologicznych. Rozwijane są także wstępne modele opisujące pole Diraca i jego odmiany, jak pole Majorany, w kontekście fundamentalnych teorii fizyki.W katedrze prowadzone są również badania nad równaniami teoriopolowymi i podstawami logiki matematycznej. Obejmują one analizę równań Bogomolnego i poszukiwanie ich rozwiązań oraz zastosowań fizycznych, a także badania nad funkcjonalnie niezmienniczymi rozwiązaniami wybranych równań fizyki teoretycznej. Równocześnie rozwijane są prace dotyczące spójności systemów dedukcyjnych, w tym arytmetyki Peano, oraz problemu wynikania logicznego, czego efektem jest m.in. propozycja logiki atomowej.
W obszarze mechaniki kwantowej i fizyki atomowej prowadzone są badania nad układami trójelektronowymi, w szczególności atomami i jonami szeregu litu. Obliczenia przeprowadzane są w ramach relatywistycznej teorii Diraca-Coulomba, z uwzględnieniem korekt wynikających z oddziaływań Breita oraz efektów radiacyjnych. Ich celem jest opis dokładnej struktury poziomów energetycznych oraz przejść dipolowych dla szerokiego zakresu pierwiastków (Z = 4–116). Prace te wspierają rozwój precyzyjnych metod spektroskopii atomowej oraz walidację teorii relatywistycznych.
Kolejny nurt badawczy dotyczy analitycznych metod rozwiązywania równań różniczkowych w mechanice kwantowej. Rozwinięta została metoda przekształcenia równania Schrödingera do postaci równania Ricattiego, co pozwoliło na pełną parametryzację znanych rozwiązań oraz odkrycie nowych, analitycznie rozwiązywalnych potencjałów. Metoda ta sprawdza się również w kontekście równań relatywistycznych i prowadzi do nowych, ściśle określonych warunków kwantyzacji. Obecnie badane są jej zastosowania do trójwymiarowego równania Schrödingera z symetrią sferyczną.
Informatyka kwantowa stanowi uzupełnienie powyższych kierunków, skupiając się głównie na teoretycznych podstawach obliczeń kwantowych. Prowadzone są prace nad reprezentacją stanów kwantowych, teorią informacji kwantowej, a także przeglądem klasycznych algorytmów takich jak algorytmy Shora czy Grovera. Analizowane są także zasady działania i struktura komputerów kwantowych oraz wybrane aspekty korekcji błędów kwantowych.
Katedra prowadzi badania o charakterze zarówno podstawowym, jak i aplikacyjnym, łącząc nowoczesne podejście matematyczno-informatyczne z klasycznymi problemami fizyki teoretycznej. Interdyscyplinarny charakter prac sprzyja tworzeniu innowacyjnych rozwiązań i rozwijaniu nowych narzędzi badawczych.
Katedra Data Science
Opis działalności
Działalność naukowa
Katedra Data Science prowadzi interdyscyplinarne badania naukowe obejmujące szerokie spektrum zastosowań nowoczesnych metod analizy danych oraz uczenia maszynowego. Specjalizujemy się w przetwarzaniu, analizie statystycznej i wizualizacji danych przy użyciu bibliotek języka Python, wspierając różne dziedziny oraz dyscypliny naukowe.
W ramach naszej działalności realizujemy projekty dotyczące analizy obrazów biomedycznych oraz struktur biologicznych, wykorzystując algorytmy przetwarzania obrazu i uczenia maszynowego. Ponadto zajmujemy się zastosowaniem różnorodnych modeli uczenia maszynowego w obszarach takich jak inżynieria materiałowa, bioinformatyka, biomedycyna oraz symulacje fizyczne i biologiczne.
Istotną część naszych badań stanowi projektowanie i implementacja specjalistycznego oprogramowania, m.in. generującego rozkłady nienakładających się obiektów geometrycznych na płaszczyźnie oraz wizualizującego strumienie energii dla różnych konfiguracji wtrąceń kołowych. Opracowujemy także metody aproksymacyjne pozwalające na przybliżenie wartości efektywnej przewodności materiałów kompozytowych opartych na regularnych siatkach wtrąceń oraz analizujemy przewodność losowych materiałów kompozytowych z wtrąceniami niekołowymi.
Interesujemy się również zastosowaniem sum strukturalnych do modelowania zbiorowych zachowań i dynamiki populacji mikroorganizmów, w tym wyznaczania liderów populacji oraz opisu ich interakcji i rozwoju. Sumy strukturalne wykorzystujemy także do opisu informacji geometrycznej zawartej w modelach i rzeczywistych próbkach materiałów kompozytowych oraz do analizy rozkładów obiektów wyodrębnianych z obrazów biomedycznych przy użyciu metod regularyzacji.
Ponadto badania prowadzone w katedrze obejmują szeroko pojętą sztuczną inteligencję, rozwój i optymalizację algorytmów uczenia maszynowego oraz ich praktyczne zastosowania. Zajmujemy się także przetwarzaniem języka naturalnego (NLP), analizą i interpretacją języka ludzkiego przez komputery oraz tworzeniem systemów rekomendacyjnych dostosowanych do preferencji użytkowników.
Naszą działalność dopełnia eksploracja danych (data mining), której celem jest pozyskiwanie użytecznych informacji z dużych zbiorów danych, wspomagając tym samym procesy decyzyjne oraz rozwój innowacyjnych rozwiązań.
Skład
Katedra Inżynierii Komputerowej i Cyberbezpieczeństwa
Opis działalności
Profil i misja naukowa
Katedra Inżynierii Komputerowej i Cyberbezpieczeństwa prowadzi działalność dydaktyczną i badawczo-naukową w strategicznych obszarach rozwoju technologii cyfrowych. Łącząc wiedzę fundamentalną z zakresu systemów obliczeniowych z nowoczesnymi rozwiązaniami stosowanymi, katedra tworzy intelektualną przestrzeń dla kształcenia wysoko wykwalifikowanych inżynierów przyszłości.
Główne kierunki działalności obejmują:
- architekturę nowoczesnych i wbudowanych systemów obliczeniowych,
- systemy operacyjne i obliczenia rozproszone,
- technologie sieciowe, protokoły komunikacyjne i systemy IoT,
- platformy sprzętowo-programowe automatyzacji i monitorowania,
- zastosowanie sztucznej inteligencji w inżynierii i cyberbezpieczeństwie.
Szczególną rolę odgrywa problematyka cyberbezpieczeństwa jako kluczowego elementu zrównoważonego rozwoju infrastruktury cyfrowej. Badania obejmują:
- ochronę infrastruktury krytycznej,
- inteligentne systemy wykrywania włamań i anomalii,
- technologie biometryczne i protokoły kryptograficzne,
- bezpieczeństwo systemów cyberfizycznych i platform bezzałogowych,
- aspekty prawne i organizacyjne odporności cyfrowej.
Misją katedry jest kształcenie nowego pokolenia inżynierów zdolnych do łączenia myślenia systemowego z praktycznymi umiejętnościami projektowania i zabezpieczania nowoczesnych systemów obliczeniowych odpowiadających na wyzwania ery cyfrowej.
Aktywność publikacyjna
W latach 2023–2025 pracownicy katedry opublikowali ponad 15 prac naukowych w renomowanych czasopismach międzynarodowych, m.in. Applied Sciences, Sustainability, Sensors, Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Advanced Information Systems.
Badania obejmowały zagadnienia takie jak:
- bezpieczeństwo infrastruktury inteligentnych miast,
- ochrona ADS-B i bezpieczeństwo dronów,
- modelowanie matematyczne interakcji radarowych (GERT),
- inteligentna analiza danych biometrycznych,
- odporność systemów AI oraz ochrona danych w środowiskach IoT,
- modelowanie tras UAV oraz rozpoznawanie danych.
Publikacje są indeksowane w Scopus, Web of Science oraz w krajowych bazach naukowych.
Konferencje i wydarzenia naukowe
Katedra aktywnie rozwija współpracę naukową oraz uczestniczy w organizacji i realizacji konferencji i wydarzeń poświęconych aktualnym zagadnieniom bezpieczeństwa cyfrowego i inżynierii systemowej.
Główne wydarzenia:
- Międzynarodowa konferencja naukowa (Kraków, 2024): Problems of Scientific, Technical and Legal Support for Cybersecurity in the Modern World. Wydano recenzowany tom materiałów konferencyjnych (ISBN: 978-83-68020-86-1).
- IEEE DESSERT’2023 (Ateny, Grecja): 13–15 października 2023 – referat: Intelligent Extraction of the Informative Features for UAV Motion Modelling (DOI: 10.1109/DESSERT61349.2023.10416476).
- Warsaw-Kyiv Resilience Forum (Warszawa, grudzień 2024): Udział w panelach dotyczących odporności cyfrowej i bezpieczeństwa transgranicznego.
- Konferencja w ramach grantu (Szwecja–Polska–Ukraina, 2025): Referaty dotyczące zagrożeń AI i strategii odpowiedzialnego reagowania.
Projekty międzynarodowe i granty
Katedra aktywnie uczestniczy w międzynarodowych projektach badawczo-rozwojowych, realizując wspólne inicjatywy z ośrodkami naukowymi w Europie i poza nią.
Grant międzynarodowy (2024–2025): AI Cyber Threats: Raising Awareness of AI-generated Cyber Threats Projekt realizowany we współpracy z Högskolan i Halmstad (Szwecja) oraz Uniwersytetem Lwowskim (Ukraina). Celem jest analiza zagrożeń cyberbezpieczeństwa generowanych przez sztuczną inteligencję oraz opracowanie strategii edukacyjnych i technicznych przeciwdziałania.
W ramach projektu realizowane są konferencje, publikacje oraz działania upowszechniające wiedzę o odpowiedzialnym wykorzystaniu technologii AI.
Skład
Kierownik Katedry
Katedra Inżynierii Oprogramowania
Opis działalności
Katedra Inżynierii Oprogramowania (IO) została utworzona 30 września 2024 r. jako jednostka w strukturze Instytutu Bezpieczeństwa i Informatyki.
Struktura:
- 6 profesorów / adiunktów;
- 6 wykładowców / asystentów.
Obszary badań naukowych:
- badanie procesów poznawczych związanych z uczeniem się programowania z wykorzystaniem techniki eye trackingu;
- bezpieczeństwo technologii informatycznych;
- cyberbezpieczeństwo;
- elektronika przemysłowa;
- Internet rzeczy;
- inżynieria komputerowa;
- inżynieria oprogramowania;
- IT technologie;
- kryptoanaliza;
- kryptografia;
- pomiary elektryczne i fotometryczne;
- sieci: optyczne i radiowe, bezprzewodowe sieci czujników i ich bezpieczeństwo;
- systemy informatyczne;
- sztuczna inteligencja;
- technika świetlna.
Dydaktyka
Katedra Inżynierii Oprogramowania bierze udział w kształceniu studentów na kierunkach Informatyka i Cyberbezpieczeństwo I i II stopnia, studia stacjonarne i niestacjonarne.