Vaizdų antraščių generavimo metodų tobulinimas mašininio mokymosi metodais

Recently, computer vision (CV) and natural language processing (NLP) fields started gaining increasing attention from researchers and the industry. While the first bunch of methods allows for solving many tasks within the images and pictures domain, such as image classification, image detection, etc., the others work in a text domain, including text classification or translation tasks. However, many problems remain on a border between the two mentioned domains that have a practical use. One of them is called image captioning. The goal of image captioning systems is to automatically generate a human-like textual description of the given image. Such systems could be used for smoother human–computer interactions, information retrieval, or, more importantly, to help visually impaired people. To succeed, algorithms used in these systems should consume low resources (particularly, acquire little memory) and be of high quality. As the image captioning task is a cross-domain, and state-of-the-art models for computer vision and natural language processing tasks use deep learning models, it also leads to using such approaches for the image captioning task. However, most of the well-known methods of improving image captioning models tend to be focused more on quality improvement, considering no additional resources are needed. Thus, the best models, for now, are very big and unsuitable for use on mobile and other memory-constrained devices where they could bring the greatest practical benefit. The dissertation consists of an introduction, three main chapters, and general conclusions. The First Chapter reviews existing research on image captioning. The Second Chapter investigates the application of model compression methods for existing image captioning models, proposing several methods of reducing the model size without significant quality loss. The Third Chapter focuses on improving image captioning models without significant changes (or without changes at all) in model architecture, highlighting the importance of such methods. The performed experiments and analysis showed that image-captioning models could be significantly compressed without almost any quality loss. Application of all proposed methods allowed to reduce the model size by 91%, losing only up to 3% in the main quality metrics. More than that, methods proposed for improving quality without changing models’ architecture allowed for almost neutralizing this effect, leading to up to 5% quality improvements.Doctoral dissertatio

Fizikinis gelžbetoninių elementų sukibimo įtempių ir slinkties ryšio modeliavimas esant eksploatacinei apkrovai

The current dissertation aims to introduce a new interaction model between concrete and reinforcement to effectively address the inner mechanism of Reinforced Concrete (RC) structures. For investigating the concrete-reinforcement interaction, traditional methods have typically dealt with a constant bonding relationship or a perfect interaction between two materials. This can further lead to numerous models that lack consistency and compatibility with one another. However, current research advocates for implementing the stress transfer methodology, which suggests the presence of force exchange between the reinforcement bars and the surrounding concrete, in other words, the bond stress. The present study develops a new model that establishes the ascending part of a bond–slip model. It is an essential step towards a constitutive bond–slip model in future, which will be able to accurately predict the serviceability performance of RC members, such as deflection, crack spacing/width etc. The first chapter reviews the mechanism of the reinforcement–concrete interface under the tensile load. Multiple approaches have been discussed to investigate the serviceability performance of RC structures. A major part of this chapter is dedicated to reviewing the existing bond stress and bond–slip models with their respective backgrounds. The last part of the chapter reviews various strain monitoring tools and techniques to extract strains from the core of the reinforcement bars encased within the concrete. The second chapter represents three experimental campaigns which consist of double pull-out tests of 14 short RC ties equipped with three distinct bar diameters (16.20 and 25 mm). The results of the mentioned tests, in terms of reinforcement strain distribution along the specimen lengths, have been displayed. A mathematical algorithm programmed in MatLab has been introduced, capable of deriving bond–slip relationships from the experimental strain output. Lastly, the obtained bond–slip relationships of all 14 specimens have been portrayed at multiple load levels. The third chapter demonstrates the formation of a novel bond–slip model based on the experimental dataset. In the latter part, the newly proposed model has been validated with the experimental results of 14 (in-sample) specimens and eight independent (out-of-sample) specimens. Furthermore, a novel validation tool has been demonstrated, which is capable of predicting reinforcement strains from a given bond–slip model. Based on the tool, another layer of validation has been performed with independent data through reinforcement strain distribution. The chapter ends with a thorough statistical analysis for assessing the existing bond–slip models in terms of their strain prediction capability.Doctoral dissertatio

Nelegiruotojo plieno paviršiaus kietumo ir standumo didinimo lazerinio apdorojimo metodu tyrimai

The dissertation deals with the development of new metal processing technologies that enable to control and improve the microstructure and properties of the metals. Laser treatment is one such modern technique. The dissertation aims to determine the laser processing effect on the surface of a thin sheet of non-alloy structural steel. The research aims to solve one of the critical problems in diversifying the use of thin-sheet steel products in the industry by developing laser-processing technology for the creation of structural strengthening ribs, which can significantly affect the overall strength and stiffness of metal parts. The proposed solutions will help solve the problems of using thin-sheet metal products in the industry by increasing the stiffness with preserving the original design parameters (e.g., the product’s size, shape, and weight). This will save production time and resources due to the reduced number of technological and maintenance operations compared to traditional methods of increasing the stiffness of thin-sheet metals, where designing methods are based on the relationship between a construction geometry and its stiffness. The introductory chapter discusses the research aim and objectives. It also describes the research methodology, its scientific novelty, and the practical significance of the results. The introduction closes by presenting the author’s publications and conference papers on the dissertation’s topic and structure. The first chapter reviews the existing methods of increasing the hardness and stiffness of thin-sheet steel products. It also overviews the microstructure and the possibility of increasing the mechanical strength and hardness of the non-alloy steel. At the end of the chapter, the conclusions of the literature review are formulated, and the essential tasks of the dissertation are specified. The second chapter describes the materials and laboratory equipment used in the research work. This includes the methodology of microstructure analysis, mechanical properties testing, surface laser processing technology, calculating laser processing parameters, and modeling bending and tensile cases. The third chapter presents the results of the analysis of surface layer microstructure and phase composition, mechanical properties, calculation and selection of laser processing parameters, modeling of bending and tensile of treated thin-sheet samples, analysis of the importance of laser processing depth, and direction of processing, geometry, and direction of processing, and location of reinforcement areas. Six articles on the topic of the dissertation have been published, and the research results have been presented at nine scientific conferences in Lithuania and abroad.Doctoral dissertatio

Research on filter media for tertiary wastewater treatment and unit development

Disertacijoje aprašomas kuriamas tretinio nuotekų valymo įrenginys, kuris gali būti taikomas tolesniam (po pagrindinio – biologinio valymo) buitinių nuotekų užterštumui mažinti. Pagrindinis tyrimo objektas yra tretiniam nuotekų valymui tinkami sorbciniai filtrų užpildai ir įrenginiai, skirti azoto ir fosforo junginiams sumažinti po biologinio nuotekų valymo. Disertacijos tikslas – sukurti mažo našumo tretinio nuotekų valymo įrenginį, kuris būtų naudojamas praktikoje po pagrindinio (biologinio) valymo šalinant iš biolo-giškai valytų nuotekų fosforo ir azoto junginius ir nenaudotų cheminių reagentų bei taupytų elektros energijos išteklius, būtų lengvai eksploatuojamas ir saugus. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, rezultatų apibendrinimas, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pristatomos disertacijos tema autoriaus paskelbtos publikacijos ir pranešimai konferencijose bei disertacijos struktūra. Pirmasis skyrius skirtas literatūros apžvalgai. Jame pateikta tretinio nuotekų valymo poreikio Lietuvoje ir pasaulyje apžvalga bei tretinio nuotekų valymo metodų ir technologijų, pasiekiamo teršalų šalinimo efektyvumo analizė. Skyriaus pabaigoje formuluojamos išvados ir tikslinami disertacijos uždaviniai. Antrajame skyriuje pateikiamos laboratorinėmis ir realiomis sąlygomis atliktų tyrimų metodikos: aprašoma tyrimų eiga, bandomieji stendai, naudoti užpildai, tiriamų nuotekų užterštumo parametrai. Trečiajame skyriuje tiriamos nuotekų užterštumo mažinimo galimybės po pagrindinio nuotekų valymo. Pasiūlyta tretinio nuotekų valymo metodika. Pateikiami sukurto tretinio nuotekų valymo įrenginio rezultatai. Disertacijos tema paskelbta 11 straipsnių: keturi – Clarivate Analytics Web of Science duomenų bazės leidiniuose, turinčiuose citavimo rodiklį, vienas – konferencijų medžiagoje, Clarivate Analytics Web of Science duomenų bazės Conference Proceedings leidinyje, du – recenzuojamose tarptautinių konferencijų medžiagose, keturi – respublikinės konferencijos medžiagoje. Disertacijos tema perskaityti 7 pranešimai Lietuvos bei kitų šalių konferencijose.Daktaro disertacij

Gamybos produktyvumas tvariosios žemės ūkio plėtros kontekste

Sustainable agricultural development is one of the most important policy goals in the European Union. Agricultural production and its intensification cause a negative impact on the environment, including climate change. The main goal of sustainable agricultural development is to increase agricultural productivity, reducing the negative impact of this production on the environment. As climate change is one of the most important environmental challenges for sustainable agricultural development, productivity growth should be assessed by introducing greenhouse gas (GHG) emission restrictions. Thus, when evaluating agricultural productivity, it is imperative to simultaneously assess and restrict undesirable production outputs, such as GHG emissions, thus ensuring sustainable agricultural productivity growth. Extensive scientific research has been done on agricultural productivity and sustainable agricultural development; however, scientists lack consensus regarding undesirable outputs, such as GHG emissions assessments, when studying the efficiency and productivity of agricultural production. Assessing agricultural productivity in sustainable agricultural development requires identifying and assessing environmental constraints, especially related to integrating climate change mitigation into the production function, which is a complex task. This work aimed to develop methods for evaluating agricultural productivity in the context of sustainable agricultural development. The goal of the dissertation is to develop a model for assessing productivity with undesirable outputs and to apply it for sustainable productivity assessment in agriculture in the EU. The dissertation reviews productivity evaluation methods and discusses various models, emphasising evaluations of undesirable production outputs in the production function. A new model for evaluating agricultural production with undesirable results was developed based on an expanded production function that includes the main factors of agricultural production (energy consumption in agriculture, capital, labour and land costs in agriculture) and GHG emissions related to energy consumption in agriculture. The new model allows for a new expansion and use of DEA capabilities in the production function, supplementing it with the global slacks-based method (SBM) for efficiency measurement, the Luenberger productivity index, the index of contribution to structural efficiency with the help of which all production factors and GHG emissions can be analysed and studied in detail and the contribution of GHG emissions to overall changes in efficiency and productivity can be evaluated.Doctoral dissertatio

Simulation of conflict situations between two-aircraft in flight considering deterministic and stochastic parameters

Disertacijoje nagrinėjamos orlaivių konfliktinės situacijos. Pagrindinis tyrimo objektas yra dviejų skrendančių orlaivių konflikto situacijų modeliavimas, vertinant determinuotus ir stochastinius parametrus. Darbe sprendžiami keli pagrindiniai uždaviniai: išanalizuoti naudojami orlaivių konfliktinių situacijų sprendimo metodai ir palyginti jų efektyvumai, ištirti dviejų orlaivių konfliktą aprašantys veiksniai, turintys įtakos skrydžių efektyvumui ir saugai, pasiūlytos naujos Dubinso ir 3HC algoritmų taikymo ribos, įvertinant saugos ir racionalaus maršruto parinkimo kriterijus, ir pritaikyta stochastinio uždavinio metodika orlaivių konflikto analizei. Po to, sukurtas programinis orlaivių konfliktų modeliavimo kodas įvertinant saugą ir racionaliai parenkant maršrutą. Disertaciją sudaro įvadas, keturi skyriai, rezultatų apibendrinimas, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašas. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas ir uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pristatomos disertacijos tema autoriaus paskelbtos publikacijos ir pranešimai konferencijose bei disertacijos struktūra. Pirmasis skyrius skirtas literatūros apžvalgai. Jame pateikti orlaivių konfliktų sprendimo būdai / metodai, jų taikymo ribos, privalumai ir trūkumai. Aptarti orlaivių konfliktą aprašantys veiksniai, turintys įtakos skrydžių saugai ir efektyvumui. Skyriaus pabaigoje pateiktos išvados. Antrajame skyriuje pateikta pasiūlyta Dubinso ir 3HC algoritmų metodika bei jos taikymo ribos, įvertinant saugos ir racionalaus maršruto parinkimo kriterijus, taip pat išvesta netiesinė lygtis apskritimo taškams apskaičiuoti bei judėjimui neapskritomis kreivėmis aprašyti. Trečiajame skyriuje pasiūlyta nauja patikslinta orlaivių konflikto stochastinio uždavinio metodika. Ketvirtajame skyriuje pasiūlytas stochastinis dviejų orlaivių konfliktinės situacijos modeliavimas taikant Dubinso skaitinį modelį neapibrėžtumo sąlygomis. Disertacijos tema paskelbti 5 straipsniai: du – recenzuojamuose mokslo žurnaluose, įtrauktuose į Clarivate Analytics Web of Science duomenų bazės sąrašą, du – kitų tarptautinių duomenų bazių leidiniuose, vienas – recenzuojamoje tarptautinių konferencijų medžiagoje. Disertacijos tema perskaityti 6 pranešimai Lietuvos ir kitų šalių konferencijose.Daktaro disertacij

Effect of aluminosilicate pozzolanic additives and polyvinyl alcohol fibre on the structure and physical-mechanical properties of the lightweight composite

Disertacijoje nagrinėjamas aliumosilikatinių pucolaninių priedų (metakaolininės, susidarančios pūsto stiklo granulių gamyboje atliekos ir naftos krekingo katalizatoriaus atliekos) poveikis lengvojo cementinio kompozito su pūsto stiklo granulių užpildu hidratacijai, struktūrai, fizikinėms ir mechaninėms savybėms. Papildomam tokio kompozito struktūros modifikavimui panaudotas polivinilo alkoholio plaušo priedas. Kuriamas kompozitas skirtas pramoninių energinių įrenginių paviršiams dengti, keičiant asbestinius tinkus. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, bendrosios išvados, literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai, santrauka anglų kalba, bei priedai. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas ir uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pristatomos disertacijos tema autoriaus paskelbtos publikacijos ir pranešimai konferencijose bei disertacijos struktūra. Pirmajame skyriuje aptariami portlandcemenčio tešlos su įvairiais aktyviaisiais priedais (cheminiais, mineraliniais, armuojančiais) hidratacijos ypatumai, jų poveikis cementinio akmens, skiedinio ir betono savybėms. Analizuojamos lengvųjų užpildų (taip pat ir pūsto stiklo granulių) charakteristikos ir jų pagrindu pagamintų kompozitų savybės ir naudojimo sritys. Skyriaus pabaigoje formuluojamos išvados ir tikslinami disertacijos uždaviniai. Antrajame skyriuje aprašomos darbe naudotos medžiagos ir jų savybės, pateiktos lengvųjų cementinių kompozitų sudėtys ir bandinių paruošimo metodika. Pateikiami taikomi tyrimo metodai, kurie parinkti siekiant išsiaiškinti pucolaninių priedų įtaką cementinio kompozito fizikinėms ir mechaninėms savybėms. Trečiajame skyriuje pateikti pucolaninių priedų (katalizatoriaus, metakaolininės atliekos ir jų mišinio) poveikio portlandcemenčio hidratacijai ir kompozito su pūsto stiklo granulėmis struktūrai bei fizikinėms mechaninėms charakteristikoms tyrimų rezultatai ir jų vertinimas. Taip pat pateikti polivinilo alkoholio plaušo poveikio kompozito su mišriu pucolaniniu priedu ir pūsto stiklo granulėmis struktūrai bei savybėms tyrimų rezultatai. Disertacijos medžiaga paskelbta dviejuose moksliniuose straipsniuose, o tyrimų rezultatai pristatyti k mokslinėse konferencijose Lietuvoje ir užsienyje.Daktaro disertacij

Karštųjų krūvininkų reiškinio tyrimas ir panaudojimas fotovoltikoje

The dissertation analyses the direct impact of the hot carrier phenomenon on the operation of a single-junction solar cell. Ways to suppress the influence of the hot carrier effect are determined based on the achieved results. The structure of the ratchet-based sensor operating on the hot carrier effect is modelled, and its prototype is produced. The dissertation includes an introduction, three main chapters, general conclusions, a list of used references, and the author’s publications related to the dissertation topic. The first chapter is an overview of the literature on the dissertation topic. This chapter observes the basic parameters of solar cells and possible losses. The structures of the first and second generation of solar cells are reviewed. Modern structures of third-generation solar cells that can minimise spectral losses are analysed. The last paragraph explains the formation of the hot carrier photocurrent under the action of infrared light in various semiconductor structures. The second chapter represents methodologies used to achieve the obtained results. The chapter describes the manufacturing technology of the samples, the method of detecting the photo signal, the selected computer software and the arrangement of the experimental setup. The third chapter gives an overview and explanation of the achieved results. The chapter analyses the hot carrier phenomenon’s peculiarities and describes how to suppress its influence in a single junction solar cell. The chapter presents a modelled structure and the developed prototype of an electromagnetic radiation sensor operating based on the hot carrier effect. The results of the dissertation have been reported in fourteen scientific publications. Three of them have been published in journals with refereed Clarivate Analytics Web of Science databases refereed journals with a citation index, one in conference proceedings, and ten peer-reviewed in other scholarly journals. The author has made eight presentations at international, regional and local scientific conferences and symposiums.Doctoral dissertatio

Informacinių ryšio technologijų sprendimų modeliavimas energetikos sektoriui valdyti

The modern world is facing challenges in the area of energy management. Information and Communication Technologies (ICTs) are among the most important tools for managing, monitoring, and improving energy consumption efficiency, provided they are implemented and used for this purpose. Not all countries are dealing with these issues successfully and effectively. Therefore, scientific and practical solutions based on region specifics are necessary. It is crucial to understand that energy management in modern theories does not only mean reducing energy consumption but also includes controlling and preventing energy loss. It also focuses on energy efficiency, the use of natural renewable and sustainable energy, energy recovery, and solar energy, which is the most abundant source next to wind energy, hydropower, ocean energy and bioenergy. Modern global energy consumption is drastically increasing since many factors determine the need. Important factors vary from socioeconomic to population increase, making the need for energy security and efficiency assurance essential to secure energy resources in the world in general and in developing countries specifically. ICTs are spreading worldwide and affecting the global systems in many livelihood sectors. ICTs have a wide positive impact on huge economic and developmental factors, from increasing productivity to controlling and monitoring the systems. The importance of energy supply in developing countries and the possibilities brought by ICTs for their management are deniable. The role of innovation in the world is very important, as well as the possibilities that were brought by ICTs for their management to create solutions that positively affect sustainability. The dissertation aims to identify the factors determining the improvement of energy sector management with the help of ICTs in developing countries.Doctoral dissertatio

Modification and research of a cement-based binder with industrial waste and nanosilicon dioxide for water-pervious concrete

Disertacijoje tiriamas modifikuotas cementinis rišiklis su pramonės atliekomis (naftos krekinge naudotu aliumosilikatiniu katalizatoriumi, popieriaus gamybos metu susidarančiomis atliekomis kalcito pagrindu) ir nanosilicio dioksidu, skirtu vandeniui laidaus betono ilgaamžiškumui padidinti. Toks vandeniui laidus betonas galėtų būti panaudotas parkų, sporto aikštelių, baseinų terasų, paplūdimio krantinių, kelkraščių dangai kloti, taip pat blokeliams, naudojamiems tvariosioms žaliųjų fasadų konstrukcijoms, lieti ir kt. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, bendrosios išvados, literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai, santrauka anglų kalba. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas ir uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pristatomos disertacijos tema autorės paskelbtos publikacijos ir pranešimai tarptautinėse bei respublikinėse konferencijose bei disertacijos struktūra. Pirmasis skyrius skirtas mokslinės literatūros analizei. Čia analizuojamos popieriaus gamybos atliekos (PA), naftos krekinge naudoto katalizatoriaus (NK) ir nanosilicio dioksido (NS) savybės, jų poveikis cemento medžiagų hidratacijai, struktūrai ir fizikinėms bei mechaninėms savybėms. Šiame skyriuje aprašomos vandeniui laidaus betono savybės ir akcentuojamos problemos jį eksploatuojant. Pateikiama iliustruota teorinė kompleksinio PA, NK ir NS priedų poveikio rišiklio savybėms hipotezė. Skyriaus pabaigoje suformuluotos išvados ir patikslinti disertacijos uždaviniai. Antrajame skyriuje aprašomi taikyti tyrimų metodai ir įranga, tyrimams naudotų medžiagų charakteristikos, kuriamo cementinio rišiklio ir vandeniui laidaus betono mišinių sudėtys ir bandinių paruošimo technologijos. Skyriaus pabaigoje suformuluotos išvados. Trečiajame skyriuje pateikiami ir analizuojami PA, NK ir NS poveikio cementinio rišiklio hidratacijos kinetikai, struktūrai, fizikinėms ir mechaninėms savybėms rezultatai, kai minėti priedai naudojami atskirai ir kompleksiškai. Analizuojamas modifikuoto cementinio rišiklio poveikis vandeniui laidaus betono fizikinėms ir mechaninėms savybėms, vandens laidumui, atsparumui šalčiui ir kt. Skyriaus pabaigoje pateikiamos skyriaus išvados. Po trečiojo skyriaus pateikiamos bendrosios išvados. Disertacijoje gauti rezultatai paskelbti 9-iuose moksliniuose straipsniuose ir pristatyti 12-oje mokslinių konferencijų Lietuvoje ir užsienyje (4-iose respublikinėse ir 8-iose tarptautinėse).Daktaro disertacij