Projecten per jaar
Organisatieprofiel
Organisation profile
Applied Physics (APHY): is een jonge en multidisciplinaire groep onderzoekers behorende tot de vakgroepen Toegepaste Natuurkunde en Fotonica (TONA) en Fysica (DNTK). Wij combineren experimenteel en theoretische onderzoek naar niet-lineaire, complexe en dynamische systemen gebruik makend van geavanceerde methodes uit de fysica. Naast fotonische systemen (zoals bv. halfgeleiderlasers en hun dynamica, fotonische metamaterialen, dissipatieve solitonen en andere spatio-temporele structuren, enz.) worden meer en meer ook andere dynamische systemen, zoals o.a. biologische systemen, neurale netwerken, enz. bestudeerd. Zie website APHY: http://we.vub.ac.be/aphy/ De huidige onderzoekslijnen illustreren het multidisciplinaire karakter van het onderzoek: - Dynamica van halfgeleiderlasers: niet-lineaire dynamica, bifurcatietheorie en theorie van stochastische processen worden toegepast op lasers, i.h.b. halfgeleiderlasers. Deze theoretische studie laat ons toe om het dynamische gedrag (bv. bi- en multistabiliteit, exciteerbaarheid) van half- geleiderlasers te bestuderen. Deze theoretische voorspellingen worden in onze labs getoetst aan experimenten. - Coherentie eigenschappen van lasers: experimentele en theoretische studie van de coherentie eigenschappen van halfgeleiderlasers en onderzoek naar methodes om de ruimtelijke coherentie op gecontroleerde wijze te veranderen. Op deze wijze kunnen we ruimtelijk incoherente emissie genereren met een laserbron. In ons onderzoek trachten we dit unieke werkingsgebied experimenteel te karakteriseren, te begrijpen, modellen te ontwerpen, te optimaliseren en toe te passen in innovatieve applicaties. - Metamaterialen: metamaterialen zijn complexe structuren die worden opgebouwd uit kleine, resonante, elektrische circuits. Deze bouwstenen zijn veel kleiner dan de golflengte van het licht, waardoor ze de elektromagnetische eigenschappen van de materialen volledig bepalen en zo de rol vervullen van de atomen uit traditionele natuurlijke materialen. Zo simuleren we bv. de elementaire metamateriaal-bouwstenen over fotonische devices gebaseerd op metamaterialen tot de ontwikkeling van metamateriaal-gebaseerde systemen met behulp van de technieken uit de transformatieoptica. - Dissipatieve solitonen: we bestuderen theoretisch de structuren die ontstaan in uitgebreide spatiale systemen in de natuur, zowel uitgestrekte patronen als gelokaliseerde structuren (spatiale of dissipatieve solitonen). We onderzoeken het dynamisch gedrag van deze solitonen (in tijd en ruimte) en trachten de onderliggende bifurcatiestructuur te ontrafelen. - Gekoppelde netwerken met tijdsvertraging (delay): we bestuderen theoretisch (kleine) netwerken van systemen (oscillatoren, lasers, enz.) die gekoppeld worden met een tijdsvertraging. Bij zulke systemen kan synchronisatie optreden, waarbij de oscillatoren trillen met dezelfde frequentie en/of fase. I.h.b. kijken we naar het bestaan en de stabiliteit van zulke gesynchroniseerde oplossingen, en de invloed van de netwerk topologie en van de delay. - Neurale netwerken gebaseerd op delay: we hebben recent aangetoond dat zulke systemen universele informatieverwerkende eigenschappen hebben (Reservoir Computing of Liquid State Machines). Met 1 enkele niet-lineaire node kunnen we dezelfde informatieverwerkende prestaties halen als met een neuraal netwerk bestaande uit 400 nodes. We onderzoeken die informatieverwerkende capaciteit verder en trachten deze te verklaren en te implementeren m.b.v. (opto)-elektronische systemen. - Dynamische modellering van biologische systemen: we bestuderen de dynamica van gen transcriptie, i.h.b. de dynamica van Toxine-Antitoxine systemen in bacteria and archaea. In samenwerking met Structural Biology Brussels bestuderen we modellen voor de gen regulatie en de functie ervan in de cel met verschillende technieken: differentiaalvergelijkingen, stochastische methoden, enz. Daarnaast zijn we recent ook begonnen met de dynamische modellering van biologische ecosystemen, zoals de darmflora, in samenwerking met de groep van J. Raes.
Vingerafdruk
Samenwerkingen en hoofdonderzoeksgebieden uit de afgelopen vijf jaar
Profielen
-
Ian Bauwens
- Vrije Universiteit Brussel
- Toegepaste Natuurkunde en Fotonica - Doctoral scholarschip
- Toegepaste Natuurkunde
- Faculteit Ingenieurswetenschappen
Persoon: Onderzoeker, Doctoraat, Doctorandus
-
Rossana Bettoni
Persoon: Doctoraat, Doctorandus
-
Sophie de Buyl
- Vrije Universiteit Brussel
- Biologie
- Toegepaste Biologische Wetenschappen
- Natuurkunde
- Toegepaste Natuurkunde
Persoon: Onderzoeker, Professor
-
IOF3022: IOF GEAR: Artificial Intelligence Lab
Nowe, A., De Boer, B., Bogaerts, B., Beuls, K., Loeckx, J., Wiggins, G., Lenaerts, T., Vranken, W., Libin, P., Dooms, A., Barbé, K., Ginis, V., Verboven, S. & Van Droogenbroeck, F.
1/01/22 → 31/12/26
Project: Toegepast
-
VLAOO9: Baekeland Mandaat: Laag vermogen VCSEL arrays voor hoog performante multi-straal LIDAR
Verschaffelt, G. & Verhulst, P.
1/01/19 → 1/01/23
Project: Toegepast
-
IOF3007: IOF GEAR: RAINboW Verantwoorde AI voor een verbonden wereld
Nowe, A., Loeckx, J., Dooms, A., Barbé, K., Verbeke, W., Guns, T. & Ginis, V.
21/12/18 → 30/06/22
Project: Toegepast
Onderzoeksoutput
-
Een vraag naar waarheid
Bauwens, J. (redactie), Ginis, V. (redactie), Meyer, T. (redactie), Van Kerkhove, B. (redactie) & Verstrynge, K. (redactie), 22 mei 2023, Brussels: ASP / VUBPRESS. 176 blz.Onderzoeksoutput: Book
Open Access -
Improving the performance of photonic delay-based reservoir computing by phase modulating the input signal
Bauwens, I., Harkhoe, K. K., Bienstman, P., Verschaffelt, G. & Van Der Sande, G., 30 jun 2023.Onderzoeksoutput: Poster
-
LUCID: Exposing Algorithmic Bias through Inverse Design
Mazijn, C., Prunkl, C., Algaba, A., Ginis, V. & Danckaert, J., 2023, (Accepted/In press) Proceedings of the 37th AAAI Conference On Artificial Intelligence. AAAI, 9 blz.Onderzoeksoutput: Conference paper
-
LUCID-GAN: Conditional Generative Models to Locate Unfairness
Algaba, A., Mazijn, C., Prunkl, C., Danckaert, J. & Ginis, V., 2023, (Accepted/In press) Proceedings of the 1st World Conference on eXplainable Artificial Intelligence (xAI 2023).Onderzoeksoutput: Conference paper
-
Model of neural induction in the ascidian embryo
Bettoni, R., Umulis, D. M. (redactie), Hudson, C., Williaume, G., Sirour, C., Yasuo, H., de Buyl, S. & Dupont, G., 3 feb 2023, In: PLoS Computational Biology. 19, 2, blz. 1-30 30 blz., e1010335.Onderzoeksoutput: Article › peer review
Open Access1 Citaat (Scopus)
Activiteiten
-
Using display-technology to boost the size and performance of Ising Machine
Toon Sevenants (Participant), Guy Verschaffelt (Supervisor) & Guy Van Der Sande (Supervisor)
26 jan 2023 → 1 mrt 2023Activiteit: Written proposal
-
A physics-inspired approach to overcome oscillatoryloss landscapes in the inverse design of optical components
Joeri Lenaerts (Speaker), Vincent Ginis (Contributor) & Hannah Pinson (Contributor)
26 jan 2022Activiteit: Talk or presentation at a conference
-
ASP / VUBPRESS (Uitgeverij/uitgevend instituut)
Jo Renate Bauwens (Editor), Vincent Ginis (Editor), Trisha Meyer (Editor), Bart Van Kerkhove (Editor) & Karl Verstrynge (Editor)
1 jan 2022 → 1 apr 2023Activiteit: Publication peer-review
-
A beta-variational autoencoder (beta-VAE) to retrieve relevant degrees of freedom in a physical system
Joeri Lenaerts (Speaker) & Vincent Ginis (Contributor)
22 aug 2022Activiteit: Talk or presentation at a conference
-