RISE – Research Institutes of Sweden
Not a member yet
7718 research outputs found
Sort by
EncCluster : Scalable functional encryption in federated learning through weight clustering and probabilistic filters
No full textFederated Learning (FL) enables model training across decentralized devices by communicating solely local model updates to an aggregation server. Although such limited data sharing makes FL more secure than centralized approached, FL remains vulnerable to inference attacks during model update transmissions. Existing secure aggregation approaches rely on differential privacy or cryptographic schemes like Functional Encryption (FE) to safeguard individual client data. However, such strategies can reduce performance or introduce unacceptable computational and communication overheads on clients running on edge devices with limited resources. In this work, we present EncCluster, a novel method that integrates model compression through weight clustering with recent decentralized FE and privacy-enhancing data encoding using probabilistic filters to deliver strong privacy guarantees in FL without affecting model performance or adding unnecessary burdens to clients. We performed a comprehensive evaluation, spanning various datasets and architectures, to demonstrate EncCluster scalability across encryption levels. Our findings reveal that EncCluster significantly reduces communication costs — below even conventional FedAvg — and accelerates encryption by more than four times over all baselines; at the same time, it maintains high model accuracy and enhanced privacy assurances. This work has been supported by the H2020 ECSEL EU project Distributed Artificial Intelligent System (DAIS), received fundingfrom the ECSEL JU under grant agreement No. 101007273, and the Knowledge Foundation within the framework of INDTECH (Grant No. 20200132) and INDTECH+ Research School project (Grant No. 20220132).</p
HITS 2024 Sustainable & Integrated urban TransportSystem
No full textEffektiv godsdistribution i städer med off-peak Sammanfattningsvis visar projektet att off-peak leveranser är genomförbara, både bemannade och obemannade. Elektrifiering av transporter har en stor potential att bidra minskad utsläpp i våra städer. Flyttas de tunga transportlederna till off peak så kan de öka sin effektivitet med 30% samt att trängseln kan i visa fall påverkas. Städer har en viktig roll i omställningen då de kan genom regler och incitament bidra till en omställning till elektrifierade fordon och möjliggöra att leveranser kan ske på ett hållbart sätt. Testerna som utförts i HITS 2 visar att digitalisering kan förbättra ansvarsfrågan och säkerställa kvaliteten på leveranser. Så det finns affärsnyttor med att utveckla digital teknik som sensorer och kameror för bättre uppföljning och spårning. Det är däremot för tidigt att generellt dra slutsatsen att detta är lönsamt för åkerier. Off-peak leveranser har testats i flera olika utföranden – med personal på mottagarsida, obemannad mottagande med fysiska nycklar och helt digitala tjänster med full spårbarhet. Det koncept som visar på störst potential för skalning och vinster för alla inblandade, var leverans till hubb som har en etablerad sista-meter-leverans på plats. I Westfield Mall of Scandinavia testades dessa koncept och idag sker 85% av alla restaurang- och kaffe-transporter nattetid. Där hanterar Urban Services den sista sträckan under morgonen innan verksamheterna öppnat. Upplevelser hos chaufförer är att det finns stora fördelar med att köra off-peak, där det framför allt är morgonskiftet som de föredrar. Säkerheten är en viktig fråga både person och godssäkerhet. I HITS har dessa frågeställningar kartlagts och i HITS 3 kommer detta utredas vidare, då det är en viktig faktor att få på plats för skalning av detta koncept. Att kunna mäta, och få välfungerande hållbarhets-KPI:er, är även det en möjliggörare för att få fler att börja ställa om sina transporter, då det är allt viktigare att kunna visa på klimateffekter. Samlastning i stadsmiljö med hållbara transporttjänster Samlastning är inte bara en lösning som bidrar till mer effektiva transporter, det kan också utformas som en tjänst som underlättar vardagen hos mottagarna. En potentialstudie visar att leveranstrafiken kan reduceras med upp till 50 % i Stockholms city genom ökad konsolidering. Även utsläppen från last-mile kan minska med uppåt 50 % om godset till verksamheterna skulle konsolideras i en högre grad. I HITS har vi utformat och testat en urban logistiktjänst, som baseras på samlastning, dubbelriktade flöden och kringtjänster som ökar servicegraden för kunden. Piloten som genomfördes i Stockholms city, med fyra fastighetsägare och 14 hyresgäster, visar att lagring och tillgång till data om sina leveranser tycks vara två kringtjänster som kan ha störst potential att bidra till en attraktiv tjänst. Samlastning bidrar till win-win, d v s nyttor för samtliga aktörer. Däremot skiljer sig värdet på nyttorna och möjligheten att kapitalisera på värdet. De affärsdrivna värdena ligger främst hos fastighetsägarna (i form av nöjdare kunder och attraktivare bottenvåningar) och hubboperatörerna (i form av resurseffektivitet och stärkt marknadsposition). Detta ger fastighetsägare en nyckelroll i att utforma och driva en samlastningstjänst. De har mandat och rådighet att påverka sina hyresgästers beställar- och mottagningsbeteenden samt att ställa krav på hur en tjänst bör bedrivas i sina hubbytor. Många fordon har låg inlastningsgrad, det vill säga att de inte är fulla vid start av sin tur. Samlastningspotentialen är därmed hög. Att kunna samlasta kommunalt avfall med förpackningsavfall skulle öka nyttan av samlastningen ytterligare. Det finns däremot ett regelhinder som gör detta svårt att genomföra. För uppskalning av samordnad samlastningstjänst krävs digitala system för att dela data och automatiserade leveransprocesser. Ett fortsatt arbete med att hitta lämpliga samverkansformer och affärsupplägg mellan flera fastighetsägare, transportörer och hubboperatörer är nödvändigt för att få till en bestående förändring över tid. Transformation mot hållbart transportsystem 2030+ Visionen om en hållbar stad med hållbara transporter har utforskats i detta arbetspaket och visar på en utmanande resa, även om mycket av tekniken finns tillgänglig idag. Samverkan är en nyckel för framgång. Gemensamma mål och visuella visioner behövs för att överbrygga kulturella hinder. För att system ska nå interoperabilitet så behövs standardisering och säkra lösningar. Tekniken i sig löser inte ensamt att ett transportsystem blir hållbart – omställningen mot hållbara och effektiva transporter måste påbörjas innan – så att det processer som sedan automatiserar även klarar av att ta hållbara beslut.Projekt inom FFI Accelerera omställningen till hållbara vägtransporter.HITS (Hållbara och Integrerade Transportsystem) har genomförts av ett konsortium, lett av Scania och består av CLOSER, Stockholms Stad, Södertörns Upphandlingsenhet, Urban Services, Fabege, Atrium Ljungberg, Ragn-Sells, HAVI, Dagab, FTL, samt Sveriges mest framstående akademiska miljöer kring urban logistik IVL, RISE, ITRL på KTH, Göteborgs universitet och Linköpings universitet.</p
Bostadslägets Nyckeltal för Energi/Klimat - Kunskapsunderlag och metodbeskrivning för bostadssökande och bostadssektorn
No full textEnergy crisis, climate crisis, economic crisis together mean that households and community planners must make more conscious sustainable choices. Housing and personal transport constitute a large part of society's energy use, climate impact and economy. Conscious choices are required from both housing seekers and community planners. The web platform Bostadsläget (bostadslaget.com) enables housing seekers to find neighbourhoods throughout Sweden that have the qualities they want – where they want to live. At the same time, they can see their everyday energy use, energy costs, climate impact, housing and transport costs – where they can live. The platform also enables community planners to analyse neighbourhoods and new housing projects. The trade-off between qualities and costs in different neighbourhoods is visualized. The platform calculates everyday energy use, energy costs, carbon dioxide emissions, housing prices and transport costs for new plans and regional comparisons. The housing situation will be available in Stockholm, Gothenburg and Uppsala in 2023 and will become nationwide with this project. The platform builds on extensive research and analysis models on housing values, travel habits, energy use and climate impact. This report describes key figures and calculations that have been developed for housing and transport. The key figures are based on statistics from the Swedish Energy Agency, the Swedish National Board of Housing, Building and Planning's energy declarations and climate database and reference values for buildings, as well as public transport within metropolitan regions
Emission risks in processing and conversion of lignocellulose-based biocomposites
No full textWood-derived components (e.g. fibers, lignin, nanofibers) are widely studied to develop thermoplastic biocomposites with, for example, improved mechanical properties and reduced global warming potential. Manufacturing of biocomposite products includes compounding and conversion processes (e.g., extrusion, injection molding, and 3D printing). These processes apply mechanical forces and heat to melt thermoplastic polymers and form a given product. However, in some cases, compounding and conversion stages may generate emissions of volatile organic compounds (VOC) and/or ultrafine particles (UFP) and we must consider their effects on human health. Additionally, due to the nano-dimensions cellulose nanofibers are considered UFP. Therefore, its impacts on human health should be evaluated, especially when dried for biocomposite production. This review provides an overview of emissions generated in the production line of lignocellulose-based biocomposites, considering: wood preprocessing, extrusion, 3D printing, and injection moulding. Emissions of VOCs and UFP were considered, including the occupational exposure limits according to the current regulations and the potential health effects associated with such emissions The authors acknowledge the Research Council of Norway for funding the research through the Project WoBiCo-From wood to sustainable biocomposites, project No 328773 (2022–2025).</p
UniDam : An Abaqus Plugin to break down verification of a damage model for composites
No full textThis paper presents a user-friendly plugin for Abaqus to facilitate damage simulation that may require a state-of-the-art damage model for composite materials. The plugin can perform interactive model calibration, set up single-elements required for model verification, and display their respective stress–strain curves. This tool breaks down the use of composite damage models, reducing the chances of user errors and making the model more accessible to end-users. The study is partly supported by the AQUADA-GO project: Auomated blade damage detection and near real-time evaluation for operational offshore wind turbines (64022–1025), funded by The Energy Technology Development and Demonstration Programme (EUDP) and Section Development Fund for Structural Virtual Testing and Digitalization Section at DTU Wind and Energy Systems</p
Automatisk mätning av timmer med NIR och AI/visionteknik – steg 2 : Slutrapport
No full textDetta projekt kretsade kring två huvudspår för automatisk timmermätning. Den första delen handlade om att använda AI för automatisk objektdetektion vid stockmätning i sågverk. Bilder erhölls från två kameravinklar i sågverket Bygdsiljum, en vy som visar ändytor och en annan som visar mantelytor på stockarna. Dessa bilder hade sedan tidigare annoterats med märkningar som anger träslag (t.ex. gran eller tall), och även ett mycket litet antal andra typer av egenskaper (såsom vissa sällanfel). Målet var att förbättra en befintlig AI-baserad objektdeteksionsmodell (YOLOv7) genom att anpassa den bättre till sågverkets specifika miljö. Genom att experimentera med bland annat utökad träningstid och så kallad ” mosaic-augmentering” förbättrades modellens precision avsevärt relativt de experiment som tidigare gjorts inom ramen för detta ändamål, särskilt när det kommer till att skilja mellan gran och tall. Även tester med varierande mängder träningsdata visade att mer data kan förbättra resultaten, men att effekten avtar efter en viss punkt. Projektet testade också en unifierad modell som kan hantera båda kameravinklar samtidigt. Denna modell presterade stabilt och visade att det är möjligt att effektivt kombinera data från olika perspektiv. Modellen visade sig främst fungera i sågverksmiljön, men presterade sämre i en mer generell “skogsmiljö” (utomhus), vilket inte är förvånande. En av de huvudsakliga slutsatserna utifrån resultaten är att AI kan användas som ett hjälpmedel för att underlätta och snabba upp ytterligare annoteringsarbete i framtiden, vilket i sin tur kan ge upphov till modeller som presterar tillräckligt bra för sökta ändamål. Den andra delen handlade om att undersöka användningen av hyperspektral avbildning med NIR för att upptäcka defekter (skogsröta och blånad) och klassificera träslag. Modeller utvecklades för att förutsäga olika typer av defekter. Gran- och tallprover, med olika grader av skogsröta samt blånad, samlades in från sågverk för att skannas och analyseras. Proverna skannades med två kamerasystem, SWIR och VIS-NIR, men det är ännu oklart om de resulterande modellerna är tillräckligt bra för att implementeras i sågverksmiljö. SWIR-kameran har sannolikt mycket goda möjligheter att detektera träslag och barkförekomst. Även detektion av defekt respektive frisk ved kan sannolikt genomföras, men möjligheten att klassa defekterna som skogsröta och blånad är sämre. De flesta testerna har genomförts på en renkapad yta, vilket är en brist. Hur bra systemet fungerar på smutsiga ytor behöver utredas ytterligare. De prediktioner som gjorts på smutsiga ytor är i nuläget inte tillräckligt bra, vilket till viss del är naturligt. Om stockänden är täckt med ett lager jord/lera så är det svårt att hitta defekterna. Man kan ev göra det om inträngningsdjupet är tillräckligt, men det är tveksamt om det är det. Om resultaten är tillräckligt bra för att gå vidare och implementera en pilotuppställning beror också på kraven på systemet. Om det räcker med att defekter hittas utan att behöva klassificera dem i skogsröta och blånad, samt att kraven på hur stor del av ytan som är angripen är rimliga, så är det troligen fullt möjligt att ta ett steg till och skapa ytterligare ett projekt där systemet praktiskt testas i sågverksmiljö. I ett sådant projekt kan man dels få svar på praktiska svårigheter med mätmiljön, men det ger också en plattform för att samla mer data och bygga robustare modeller. I så fall måste det finnas enkla och effektiva stöd för annotering av defekter. På så sätt kan mer data samlas in, praktiska omständigheter testas och det kan eventuellt leda till ett fungerande system
Influence of Feedstock Water Content on Renewable Carbon Black Production Through High-Temperature Pyrolysis of Upgraded Bio-Oils
No full textPyrolysis oil (PO) derived from biomass has the potential to serve as a renewable feedstock for future carbon black (CB) production. However, its composition is significantly different from the fossil feedstocks currently used for CB manufacturing, as it contains higher concentrations of oxygen and water that might influence the yield and nanostructure of CB. In this article, we examine how the water content in PO affects the production of CB at high-temperature pyrolysis (1400-1600 °C) in an electrically heated entrained flow reactor. The main objective was to investigate the influence of water content on the yield and quality of the CB produced from upgraded PO with varying inherent water contents (0-20 wt %). The experiments in this work were performed with model compounds to simulate an upgraded PO. The produced CB was characterized by using several analytical techniques, including elemental composition, powder X-ray diffraction, transmission electron microscopy, and nitrogen physisorption. The results show a clear correlation between the water content in the PO feedstock and the output of CB, showing a reduced yield of CB as the water content increases. These results highlight the crucial role of feedstock composition in making PO a viable renewable feedstock for CB production.The authors gratefully acknowledge FORMAS (grant no 2020-01992) for financial support</p
Ostmatrixens betydelse för hälsoeffekter, i jämförelse med växtbaserade alternativ
No full textOst är ett näringsrikt livsmedel som är rikt på högkvalitativa proteiner, vitaminer (t.ex. vitamin A och B12) och mineraler (t.ex. kalcium och fosfor). Ost innehåller dock också relativt höga halter av mättade fettsyror och salt, som generellt förknippats med ökade nivåer av LDL-kolesterol respektive högt blodtryck. Både LDL-kolesterol och högt blodtryck utgör riskfaktorer för hjärt-kärlsjukdom. Trots innehållet av mättade fettsyror och salt har konsumtion av ost visat sig var förknippat med minskad risk för hjärt-kärlsjukdom. Ostkonsumtion har inte heller visat sig leda till förväntad ökning av LDL-kolesterol eller blodtryck. För att förklara dessa oväntade hälsoeffekter av ost hänvisas ofta till betydelsen av ostmatrixen, dvs. den samlade effekten av alla näringsämnen och icke näringsämnen, hur de är organiserade i olika strukturer och även av den fysiska oststrukturen. Effekter av ostmatrixen kan även bidra till positiva effekter relaterat till muskel-, ben- och tandhälsa. Parallellt med ökad kunskap om ostmatrixens betydelse för hälsoeffekter finns det ett växande intresse av att förstå vilka hälsoeffekter som kan förväntas vid utbyte av ost mot växtbaserade alternativ, och betydelsen av deras matrix. Med det övergripande syftet att summera kunskapen om ostmatrixens betydelse för hälsoeffekter av ost, jämfört med livsmedelsmatrisen för växtbaserade ostalternativ, bidrar denna rapport till ett sakligt underlag för denna diskussion. Flera hälsofrämjande faktorer relaterade till ostmatrixen har föreslagits, inkl. förekomsten av specifika fettsyror, protein av hög kvalitet, bioaktiva peptider, biotillgängligt kalcium, och fördelaktig kvot mellan kalcium och fosfor. En central faktor är också organiseringen av fett i globulära fettstrukturer (eng. ”milk fat globules”), som omges av ett unikt membran innehållande många bioaktiva ämnen. Även organiseringen av proteinet kasein i micelliknande strukturer antas spela en viktig roll. Hittills saknas studier som specifikt undersökt betydelsen av matrixen hos växtbaserade ostalternativ för hälsoeffekter. De flesta av de föreslagna fördelaktiga ”ostmatrixfaktorerna” kan dock antas inte förekomma naturligt i växtbaserade ostalternativ. För växtbaserade mejerialternativ diskuteras i stället andra faktorer, såsom högre bearbetningsgrad, berikning, antinutritionella faktorer, liksom innehåll och kvalitet av fiber, kolhydrater, fett och protein, i förhållande till mejeriprodukter. Hälsoeffekterna av ost och mekanismerna bakom dessa är ännu inte helt klarlagda, men tillgänglig kunskap tyder på att ostmatrixen kan ge hälsofördelar som inte uppenbart kan erhållas från växtbaserade alternativ. Det ska dock inte uteslutas att oväntade matrixeffekter hos växtbaserade ostalternativ kan komma att klarläggas i framtida forskning, på samma sätt som förståelsen av ostmatrixen och dess möjliga inverkan på hälsan har växt fram över tid. Speciellt intressant kan det vara att undersöka möjligheterna med fermentering, avseende såväl struktur som näringsinnehåll hos växtbaserade ostalternativ. Fortsatta framsteg inom detta område är viktiga för att bättre förstå de möjliga hälsoeffekterna av att ersätta mejeriprodukter, som ost, med växtbaserade alternativ.Denna rapport har sammanställts av Susanne Bryngelsson, projektledare med expertis inom nutrition, RISE, och Marta Bianchi, forskare inom hållbar nutrition, RISE, i ett projekt som beställts och finansierats av LRF Mjölk. Det övergripande syftet med rapporten har definierats i dialog mellan författarna och representanter från LRF Mjölk. Nutritionsexperter knutna till LRF Mjölk har erbjudits möjlighet att lämna synpunkter före publicering. LRF Mjölk har också bidragit till grafisk utformning av den svenska rapporten, utifrån RISE mall för forskningsrapporter.</p
Innovating remanufacturing: disassembly and exploration of new practice in test facility environment
No full texthttps://www.netzeroimpact.se/Funding: Vinnova</p
Rheological properties of pea protein melts used for producing meat analogues
No full textUnderstanding the rheological properties of protein melts is critical in the design of meat analogues and the formation of texturised products from plant-based proteins. This study investigated the influence of temperature, moisture content (MC) and protein concentration on the rheological properties of pea protein isolate and pea fibre blends. The blends were chosen as an experimental space where it is possible to extrude fibrous meat analogues using high-moisture extrusion. Mechanical spectra by small amplitude oscillatory shear were determined using conventional rheometry and were compared to closed cavity rheometry (CCR) to extend the available temperature range. All blends behaved as polymer melts in the rubbery region with moduli increasing with frequency, and storage modulus larger than loss modulus for temperature 40-90°C, MC 54-63%, protein concentration 75-85%. Complex viscosity was strongly shear thinning. The relative influence of the parameters from additive and linear mixed models showed an influence of temperature > MC > concentration. The increase of modulus with concentration was quite weak and not statistically significant. The behaviour of the complex modulus was explained well with an Arrhenius-type log-linear mixed model. Conventional rheometry agreed well with CCR, showing an exponential decrease of moduli between 40 and 130°C. This study was funded by the Swedish Scientific Board FORMAS within the project grant no 2022-00943.</p