Nasza doktorantka wśród najzdolniejszych młodych naukowców

Maria Cywińska z Wydziału Mechatroniki została laureatką programu START 2021, który wspiera najlepszych polskich badaczy przed trzydziestką.

Roczne stypendia Fundacji na rzecz Nauki Polskiej otrzymało 100 wybitnych młodych naukowców, reprezentujących wszystkie dziedziny nauki. Laureaci zostali wybrani spośród 1034 kandydatów.

W świecie obrazów i algorytmów

Nasza doktorantka – Maria Cywińska – zajmuje się adaptacją i precyzyjnym dostosowaniem nowych metod numerycznych do opracowania pionierskich algorytmów w dziedzinie analizy danych. Są one wykorzystywane w technikach ilościowego obrazowania fazowego (tzn. interferometrii, mikroskopii holograficznej, techniki mory czy metody z oświetleniem strukturalnym). Rozwijane algorytmy numeryczne znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach nauki, np. w biomedycynie do analizy komórek biologicznych, w optyce do pomiaru elementów optycznych, w badaniach fizyki płynów (pomiary gęstości i prędkości cieczy, analiza kształtu kropli), w mechanice eksperymentalnej do analizy odkształceń lub drgań mikrosystemów, w pomiarach kształtu 3D dla dziedzictwa kulturowego.

– Celem, który stawiam przed sobą, jest rozwój (analiza, modyfikacja, implementacja i testy) zaawansowanych autorskich rozwiązań algorytmicznych wykorzystywanych do demodulacji amplitudy i fazy z pojedynczego obrazu prążkowego (interferogramu, hologramu, moiregramu) w wybranych technikach metrologii optycznej – wyjaśnia. – Moim najważniejszym dokonaniem badawczym, które opisałam na potrzeby wniosku stypendialnego, jest rozwój i automatyzacja algorytmu wariacyjnej dekompozycji obrazu wspomaganego transformacją Hilberta ze szczególnym zwróceniem uwagi na jego wszechstronność. Algorytm ten może być wykorzystywany nie tylko do analizy obrazu prążkowego, ale również do minimalizacji błędów (filtracji mapy fazowej) czy korekcji aberracji.

Ostatnio Maria Cywińska zainteresowała się rozwiązaniami opartymi na uczeniu maszynowym i głębokim uczeniu.

– Wdrażam je w celu usprawnienia analizy obrazów prążkowych na różnych etapach ścieżki przetwarzania, co skutkuje zwiększeniem wydajności bezkontaktowych/nieinwazyjnych optycznych systemów pomiarowych – tłumaczy.

Sukcesy naukowe

Swoje badania w ramach pracy doktorskiej realizuje w Instytucie Mikromechaniki i Fotoniki pod opieką prof. dr. hab. inż. Krzysztofa Patorskiego oraz dr. inż. Macieja Trusiaka.

Brała udział w projekcie Narodowego Centrum Nauki (OPUS 13). Była głównym wykonawcą, autorem wniosku i raportu w ramach grantu dziekańskiego na Wydziale Mechatroniki („Wykorzystanie algorytmów wariacyjnych do analizy obrazów prążkowych uzyskanych techniką interferometrii z uśrednianiem w czasie do pomiaru amplitudy drgań mikrosystemów”).

Aktualnie pracuje w projekcie Narodowego Centrum Nauki OPUS 19 („[GaboScope] Numerycznie zaawansowana bezsoczewkowa mikroskopia Gabora do szybkiego bez-znacznikowego obrazowania dynamicznych żywych komórek w dużych objętościach pomiarowych”, kierownik: dr inż. Maciej Trusiak) i dwóch projektach finansowanych w ramach programu Inicjatywa Doskonałości – Uczelnia Badawcza na PW („Zaawansowane metody dekompozycji danych wspomagane specjalizowanymi sieciami neuronowymi na potrzeby zwiększenia przepustowości informacyjnej wybranych polowych optycznych metod pomiarowych”, kierownik dr inż. Maciej Trusiak oraz „Ilościowa Mikroskopia Fazowa Wspomagana Komputerowo”, kierownik dr inż. Piotr Zdańkowski).  

W lipcu 2020 roku Maria Cywińska otrzymała stypendium NAWA w ramach programu Wilhelminy Iwanowskiej na półroczny staż w prestiżowym ośrodku Black Hole Initiative na Uniwersytecie Harvarda zaangażowanym w działalność projektu Event Horizon Telescope. Miała pracować pod opieką naukową dr. inż. Macieja Wielgusa – absolwenta Wydziału Mechatroniki PW, naukowca uczestniczącego w pracach nad wykonaniem pierwszego zdjęcia czarnej dziury.

– Staż został przesunięty ze względu na sytuację pandemiczną – opowiada nasza doktorantka. – Współpraca rozpoczęła się już w trybie zdalnym.