פרויקטי גמר - הנדסת חשמל - המעבדה לעיבוד אותות תשפ"ג
|
401 Machine learning for novel X-ray imaging למידת מכונה עבור דימות רנטגן חדשנישם המנחה: אליהו כהן הרקע לפרויקט:אנו חוקרים שיטות דימות חדשות שמטביעות מבנה מרחבי על קרני ה- X-ray ובכך מאפשרות לשפר את הרזולוציה של התמונה המתקבלת וכן מאפשרות להוריד את שטף הקרינה המייננת. מטרת הפרויקט:התוצר הסופי של הפרויקט יהיה אלגוריתם למידת מכונה שמאפשר להתאים תבנית מרחבית מיטבית למשפחה מסויימת של אובייקטים. למשל, אימון רשת נוירונים לטובת שחזור מיטבי של תמונות עצם שבורה בגוף האדם עם תבנית ייחודית. תכולת הפרויקט:הסטודנטים יעבדו עם קודים קיימים וקודים חדשים בפייתון ויטמיעו אלגוריתמים ללמידה עמוקה בכדי לנתח אוסף תמונות נתון (קונטקסט רפואי או תעשייתי), לקשר בינו לבין התבנית המרחבית של האלומה שהובילה לאותו שחזור ולהמליץ בהמשך על התבנית המתאימה ביותר לשחזור תמונות מהסוג הנתון. קורסי קדם:מבוא ללמידת מכונה מקורות:
|
|
402 Audio-Video – Active Speaker Localization using Deep Learning אודיו-וידאו – איכון (לוקאליזציה) דובר פעיל בשיטות למידת עמוקהשם המנחה: עמית אליאב הרקע לפרויקט:הבנת סצנה במרחב מתוך שילוב מדיות מעוררת עניין רב לאחרונה - עבור שיחות זום, אביזרי מציאות רבודה (Augmented Reality), עזרים חכמים, בתים חכמים, רכבים אוטונומיים ועוד. מטרת הפרויקט:בפרויקט זה הסטודנטים יבצעו איכון (Localization) וסימון של דוברים פעילים בסצנה בהסתמך על מידע המגיע מתוך אודיו ווידאו בשיטות למידה עמוקה. תכולת הפרויקט:
קורסי קדם:
דרישות נוספות:
מקורות:
|
|
403 Reverberation time classification using deep learning methods סיווג הקלטות לרמות לפי רמות הדהוד באמצעות שיטות למידה עמוקהשם המנחה: אביעד איזנברג הרקע לפרויקט:בשנים האחרונות רבים מן האלגוריתמים העוסקים בשערוך סיגנלים של דיבור מתבססים על שיטות למידה עמוקה. רבים מן האלגוריתמים אינם מצליחים להתמודד בצורה יעילה עם רמות הדהוד שונות. הדהוד כוונתו כמות ההחזרים המגיעים אל המיקרופונים מעבר למסלול הישיר מן הדובר- כך שהאות עובר מסלולים רבים מן הדובר ועד לקליטתו במערך המיקרופונים. מטרת הפרויקט:בפרויקט זה, בהינתן הקלטה נסווג את רמתה לפי רמת ההדהוד שלה- דבר היועיל בצורה רבה לאלגוריתמים רבים. נשתמש בשיטות למידה עמוקה אשר מוכיחות עצמן כיעילות ביותר בשנים האחרונות תכולת הפרויקט:על הסטודנים יהיה לבצע מחקר ספרותי, יצירת דאטא ,אימון ויצירת רשת שתסווג הקלטות שונות קורסי קדם:
מקורות:
|
|
404 Blind room parameter estimation using multiple multichannel speech recordings שערוך פרמטרים של חדר ע״י הקלטה רב ערוצית באמצעות רשתות נוירוניםשם המנחה: אביעד איזנברג הרקע לפרויקט:בסיגנל דיבור אשר נקלט במערך מיקרופונים מוחבא מידע רב על הסביבה בה בוצעה ההקלטה. ניתן לשערך ממנו את סביבת הדובר, מיקום המיקרופונים גודל החדר אך בעיקר את זמן ההדהוד. זמן ההדהוד המכונה גם rt60, הינו פרמטר המעיד על אופי החדר מבחינת קליטת הסיגנל – כמה החזרים מגיעים אל מערך המיקרופונים ובאלו עוצמות. זהו מידע חשוב מאוד בעיקר בעולם הלמידה עמוקה בו רשתות נוירונים רבות מתקשות להתגבר על הדהוד גבוה מטרת הפרויקט:מטרת הפרויקט הינה לשערך את הפרמטרים המוחבאים אודות החדר בדגש על זמן ההדהוד- וזאת ע״י שימוש בשיטות למידה עמוקה תכולת הפרויקט:על הסטודנים יהיה לבצע מחקר ספרותי, יצירת דאטא ,ולאמן רשת אשר תבצע שערוך זמן הדהוד בצורה הטובה ביותר קורסי קדם:
מקורות:
|
|
405 Multi channel Voice activity detection using deep learning methods זיהוי דיבור באמצעות שיטות למידה עמוקה עבור מערך מיקרופוניםשם המנחה: אביעד איזנברג הרקע לפרויקט:בהינתן הקלטה או שיחה, נרצה לדעת עבור אפליקציות שונות באלו חלקים מן השיחה קיים דיבור ובאילו קיים שקט או רעש. שיטות סטטיסטיות שונות מבוססות החלטת-סף קיימות אך הן מתקשות כאשר יחס האות לרעש הינו נמוך (כלומר כאשר קיים רעש גבוה). בפרויקט זה נבצע שיערוך מקומות בהם קיים דיבור גם ביחס אות לרעש נמוך מאוד וזאת ע״י שימוש בשיטות למידה עמוקה מטרת הפרויקט:מטרת הפרויקט הינה לסווג כל מקטע זמן בהקלטה - לדיבור/רעש וזאת ע״י אימון רשת נוירונים ושימוש במידע מרחבי הקיים במערך המיקרופונים. תכולת הפרויקט:על הסטודנטים יהיה לבצע מחקר ספרותי, יצירת דאטא ,אימון ויצירת רשת אשר תבצע החלטה תוך שימוש במידע המרחבי של מערך המיקרופונים קורסי קדם:
מקורות:
|
|
406 Old Recordings enhancement with classical and Deep Learning methods ניקוי ושיפור איכות הקלטות ישנות - בשיטות קלאסיות ומבוססות למידה עמוקהשם המנחה: עמית אליאב הרקע לפרויקט:הקלטות מוזיקליות ישנות שהוקלטו על תקליטים הומרו לאורך השנים למדיה דיגיטלית. אולם לרוב איכות ההקלטה אינה מיטבית מסיבות שונות – פגיעה פיזית בתקליטים, המרה לדיגיטל באיכות נמוכה. מטרת הפרויקט:בפרויקט זה הסטודנטים ינסו לנקות ולתקן איכות של הקלטות ישנות. תכולת הפרויקט:
קורסי קדם:
דרישות נוספות:
מקורות:
|
|
407 Echo cancellation and beamforming using RRN-TRANSFORMER ביטול והד והיגוי אלומה על ידי RNN-TRANSFORMERשם המנחה: עופר שוורץ הרקע לפרויקט:בפרויקט זה נשתמש בלמידה עמוקה (רשת נוירונים) עם ארכיטקטורה חדשנית כדי להתגבר על בעיות יסוד של מערכת דובר-חכם (smart-speaker): ביטול הד והיגוי אלומה לצורך ניקוי רעשי רקע. לאחרונה, עלה השימוש ברשת למידה עמוקה מסוג RNN-TRANSFORMER אשר משמשת להדגשה של מידע רלוונטי והתמרה שלו למידע אחר. בפרויקט זה נשתמש בארכיטקטורה החדשה הזו ע"מ לייצר גלאי פעילות הד (DOUBLE-TALK DETECTOR) אשר יעזור לפעולה תקינה של מערכת ביטול הד והיגוי אלומה. מטרת הפרויקט:מערכת אשר מבצעת ביטול הד והיגוי אלומה אשר מניבה תוצאות סבירות על בסיס נתונים אמיתי תוך שימוש בחומרה ייעודית. תכולת הפרויקט:כתיבת קוד בתוכנת פייטון המממש את הארכיטקטורה המוצעת. אימון של רשת נוירונים על מידע-ענק (BIG-DATA) הקלטה של בסיס נתונים. בדיקת מדדים ותוצאות. קורסי קדם:
דרישות נוספות:
מקורות:
|
|
408 Room mapping using acoustic signals מיפוי מרחבי של חדר ע"י אותות אקוסטייםשם המנחה: עופר שוורץ, הרקע לפרויקט:משימה נדרשת עבור רובוטים או אנשים עם מוגבלות היא מיפוי של חדר כדי למנוע התנגשויות. בפרויקט זה נממש אלגוריתם אנליטי עבור מיפוי של חדר תוך שימוש במערך מיקרופונים (microphone array). בתחילה נשתמש באלגוריתם ריבועים פחותים על מנת לשערך הפרשי זמני הגעה של החזרות הגל האקוסטי מן הקירות. לאחר מכן נשתמש באלגוריתם נוסף המשלב היגוי אלומה (BEAMFORMING) כדי לבנות מיפוי של החדר. מטרת הפרויקט:בניית אלגוריתם רב שלבי למיפוי חדר ע"י מערך מיקרופנים. בדיקת האלגוריתם בסביבה מסומלצת ואמיתית. תכולת הפרויקט:כתיבת שלבי האלגוריתמים השונים ב MATLAB/PYTHON. ביצוע סימולציות/הקלטות ע"י מערך אמיתי ובדיקת המיפוי המוצע ע"י מדדי איכות כגון שגיאה ריבועית ועוד. קורסי קדם:
דרישות נוספות:עיבוד אותות מרחבי מקורות:
|
|
409 Geometry-Aware Multi-Task Learning for Binaural Audio Generation from Video לימוד מרובה משימות בעל זיקה גיאומטרית עבור ייצור אודיו דו-אוזני מתוך וידאושם המנחה: יוחאי ימיני הרקע לפרויקט: הקלטת binaural audio היא משימה שבדר"כ דורשת ציוד הקלטה מיוחד ויקר. מכיוון ש-binaural audio מכיל בתוכו מידע על הגיאומטריה של הבעיה, ניתן לצפות כי אם נקליט סצנה בעזרת מיקרופון יחיד ומצלמה, נוכל להפיק את המידע הגיאומטרי מהתמונה המצולמת ולשלב אותו באות המגיע מהמיקרופון וכך ליצור binaural audio. אם נצליח בכך, נוכל לחסוך את המאמץ הכרוך בשימוש בציוד הקלטה של binaural audio. מטרת הפרויקט: אימון רשת ניורונים המקבלת בכניסתה וידאו ואדיו חד ערוצי ומוציאה אודיו דו ערוצי ההמקושר מרחבית לסצנה בוידאו. לדוגמה, אם בסצנה רואים אדם המנגן בפסנתר בצד ימין של הוידאו ובחורה שרה בצד שמאל, אזי בערוץ ימין של האודיו יישמע הפסנתר חזק יותר ואילו בערוץ השמאלי הבחורה ששרה תישמע חזק יותר תכולת הפרויקט: עיבוד dataset של אודיו-וידאו, כתיבת קוד לאימון רשת, עבודה עם room impulse responses, עיסוק הן בעולם האודיו והן בעולם ה-vision קורסי קדם: DSP2, Deep Learning מקורות: |
|
410 Modeling Label Dependencies for Audio Tagging With Graph Convolutional Network סיווג קטעי אודיו באמצעות רשת נוירונים ורשת גרפיתשם המנחה: דניאל לוי הרקע לפרויקט: As a multi-label classification task, audio tagging aims to predict the presence or absence of certain sound events in an audio recording. Existing works in audio tagging do not explicitly consider the probabilities of the co-occurrences between sound events, which is termed as the label dependencies in this study. To address this issue, we propose to model the label dependencies via a graph-based method, where each node of the graph represents a label. An adjacency matrix is constructed by mining the statistical relations between labels to represent the graph structure information, and a graph convolutional network (GCN) is employed to learn node representations by propagating information between neighboring nodes based on the adjacency matrix, which implicitly models the label dependencies. The generated node representations are then applied to the acoustic representations for classification מטרת הפרויקט: בפרויקט זה הסטודנטים ילמדו איך לעבוד עם רשתות נוירונים ובפרט, רשתות על גרפים. תחילה נמדל את קטעי הדיבור כגרף בעזרת מודל הסתברותי ובעזרת הקשרים בין קטעי האודיו נוכל לשפר את סיווגם. הסטודנטים יאמנו שתי רשתות שונות שיעזרו לקבלת ביצועים מיטביים. תכולת הפרויקט:
קורסי קדם:
דרישות נוספות:
מקורות:
|
|
411 DSP Toolbox -Python freeware GUI פיתוח סביבת עבודה גרפית בפיתון לאלגוריתמים של DSP שם המנחה: פיני טנדייטניק הרקע לפרויקט: בשנים האחרונות מתרחב השימוש בכלי תוכנה מבוססים קוד פתוח. מטרת הפרויקט: נגישות לכלי תוכנה לפיתוח אלגוריתמי DSP תורמת לקיצור זמנים בפיתוח של אב טיפוס של המוצר. סביבות עבודה גרפיות נפוצה ל FAST PROTOTYPING הינה Matlab/SIMULINK [ 1] , ראה מודל סימולינק לדוגמה בלינק : https://www.eng.biu.ac.il/~pinit/Proj_2023/SIMULINK_example.JPG ). תכולת הפרויקט: בפרויקט זה נפתח DSP TOOLBOX בנושאים מגוונים דוגמת סינון, משפט הדגימה, אינטרפולציה ודצימציה וסינון אדפטיבי. קורסי קדם:
מקורות:
|
|
412 Audio Neural Networks for Audio Pattern Recognition סיווג קטעי אודיו באמצעות רשת נוירונים המתבססת על תמונת זמן-תדר ועל אות זמנישם המנחה: דניאל לוי הרקע לפרויקט: Audio pattern recognition is an important research topic in the machine learning area, and includes several tasks such as audio tagging, acoustic scene classification, music classification, speech emotion classification and sound event detection. Recently, neural networks have been applied to tackle audio pattern recognition problems. However, previous systems are built on specific datasets with limited durations. Recently, in computer vision and natural language processing, systems pretrained on large-scale datasets have generalized well to several tasks. However, there is limited research on pretraining systems on large-scale datasets for audio pattern recognition. In this paper, we propose pretrained audio neural networks (PANNs) trained on the large-scale AudioSet dataset. These PANNs are transferred to other audio related tasks. מטרת הפרויקט: בפרויקט זה הסטודנטים ילמדו לעבוד עם רשתות נוירונים. תכולת הפרויקט:
קורסי קדם:
דרישות נוספות:
מקורות: Kong, Qiuqiang, et al. "Panns: Large-scale pretrained audio neural networks for audio pattern recognition." |
|
413 Multi-channel speaker separation based on TanNet, time-domain neural network הפרדת דוברים רב-ערוצית ע"י רשתות נוירונים מבוססת TasNetם המנחה: רננה אופוצ'ינסקי הרקע לפרויקט: בשנים האחרונות תחום הלמידה העמוקה התפתח והתקדם מאוד ובפרט הושגו תוצאות מרשימות בתחום הפרדת הדוברים ע"י רשתות נוירונים. מחקרים עדכניים מראים שיפור משמעותי בביצועים של משימות שונות בתחום הדיבור כמו- הפרדה, זיהוי אוטומטי של דיבור וכו' באמצעות שימוש במעצבי אלומה נלמדים על סמך הdata (בהנתן מערך מיקרופונים). במקביל, התפתחו גישות הפרדת דוברים ע"י רשתות נוירונים שמבצעות את ההפרדה במישור הזמן(TasNet) ישירות. בפרויקט זה נרצה לשלב בין שני העולמות ולפתח שיטה להפרדת דוברים רב ערוצית תוך שימוש בכלים של רשתות נוירונים ותוך שימת דגש על החתימה האקוסטית במערכת עם הדהוד ורעש. מטרת הפרויקט: פיתוח ומימוש שיטת הפרדת דוברים רב ערוצית תוך שימוש ברשתות נוירונים על סמך TasNet. יושם דגש על שיפור השיטות הקיימות בכלים מרחביים, מעצבי אלומה (beamformer) המנצלים את החתימה האקוסטית של המערכת (החדר) ושיפור הביצועים במצבים של הדהוד ורעש. תכולת הפרויקט: במסגרת פרויקט זה הסטודנטים יחשפו לעולם עיבוד אותות הדיבור בדגש על הפרדה ומעצבי אלומה (beamformer). בנוסף, הסטודנטים ילמדו, יתכננו ויממשו רשת נוירונים עמוקה. קורסי קדם:
דרישות נוספות:
מקורות:
|
|
414 Deep ranking-based sound-source localization and tracking איכון ועקיבה אחר דובר באמצעות רשתות נוירוניםשם המנחה: רננה אופוצ'ינסקי הרקע לפרויקט: בשנים האחרונות תחום הלמידה העמוקה התפתח והתקדם מאוד ובפרט הושגו תוצאות מרשימות בתחום הלוקליזציה, איכון דובר, ע"י רשתות נוירונים. איכון דובר היא משימה מסובכת במיוחד בתנאי הדהוד. לאחרונה ישנה התעניינות גוברת בשיטות איכון מבוססות למידה. בגישות אלו, המאפיינים האקוסטיים מחולצים מתוך סיגנל הדיבור בזמן ומשמשים כקלט למודל שממפה אותם למיקום שלהם בהתאמה. רוב השיטות מבוססות הלמידה דורשות סטים גדולים של מידע מתויג, הקלטות ממיקום ידוע, המאפשרות את תהליך הלמידה. בפרויקט נרצה לפתח שיטת איכון ועקיבה אחר דובר בחדר ידוע תוך הנחות מציאותיות על קיום data מתויג חלקית. מטרת הפרויקט: בפרויקט הסטודנטים יממשו אלגוריתם המאפשר איכון של דובר ועקיבה תוך שימוש בכלים מתקדמים ועדכניים בעולם הלמידה. הסטודנטים ילמדו ויעשירו את הידע שלהם בתחום הלמידה העמוקה בכלל ובפרט בשיטות בתוך תחום זה שמתבססות רק באופן חלקי על דוגמאות מתויגות ועל אוסף גדול של דוגמאות שאינן מתויגות -דירוג בעזרת רשתות סיאמיות. העבודה תתבצע בהתחלה בעזרת נתונים מסימולציה ובהמשך יבוצעו הקלטות בחדר אקוסטי על מנת לבחון את יכולות האלגוריתם על דוגמאות מציאותיות שיאספו בניסוי במעבדה. תכולת הפרויקט: במסגרת פרויקט זה הסטודנטים יחשפו לעולם עיבוד אותות הדיבור ולשיטות איכון ועקיבה , למידה עמוקה ובפרט לשיטות למידה semi/weakly-supervised. בנוסף, הסטודנטים ייחשפו לתהליך ביצוע הקלטות וניסוי בחדר אקוסטי. קורסי קדם:
(כולם במקביל, במהלך שנה ד') דרישות נוספות:
מקורות:
|
פרויקטים נוספים מומלצים |
|
102 Spectral neural dynamics analysis of brain electrophysiological data ניתוח דינמיקה עצבית ספקטרלית של נתונים אלקטרופיזיולוגיים מוחייםשם המנחה: ד״ר יערה ארז הרקע לפרויקט:Precision neuroimaging is a developing approach that focuses on understanding brain activity and functional networks at the individual person level. This approach is facilitated by data-intensive information from different imaging modalities and has important implications for developing imaging-based personalized medicine practices. Electrocorticography (ECOG) is a promising technique in which brain activity is recorded directly from the surface of the human brain using specialized electrodes. This technique is emerging as a useful clinical tool for mapping brain function as it provides unique data with both high temporal and spatial resolution that could not have been achieved before. It is used, among other things, for brain-computer interfaces (BCI) as well as for other clinical applications. We have previously showed that ECOG data in patients with brain tumors collected during awake brain surgery contains useful information related to functional networks. Yet, it is still unknown how such activity dynamically changes over time. In the project, we will use several measures to investigate dynamic changes in the neural signals. מטרת הפרויקט:The aim of this project is to develop analysis tools and identify measures for temporal dynamics of neural activity in ECOG data. תכולת הפרויקט:The students will develop dynamics analysis including statistical modelling and visualization of the results. This will include: writing code, reading literature, data analysis, model validation by simulations. קורסי קדם:דרושה יכולת תכנות ב-Matlab או פייתון.
דרישות נוספות:קורס נוירופיזיולוגיה של מערכות ו/או כל ידע על מערכות מוחיות. מקורות:
|
|
103 Prediction of future gene expression in cells using computational modelling ניבוי ביטוי הגנים העתידי בתא באמצעות מידול חישובישם המנחה: טל גולדברג הרקע לפרויקט:מפות גנומיות מספקות תמונת מצב מפורטת של התאים ברקמות. במעבדה אנחנו משתמשים בטכנולוגיה חדשה שמאפשרת מדידה מרחבית של מפות גנומיות, וכך אפשר למדוד אינטראקציות בין תאים. כימות האינטראקציות בין תאים יכול לאפשר מידול של מחלות מורכבות כגון סרטן. עם זאת, תמונת המצב הנמדדת היא רגעית בלבד, ולכן אין מידע לגבי הדינמיות בתאים. מטרת הפרויקט:בפרוייקט נשתמש בחבילת “Velocyto” לצורך יישום RNA velocity model על מטריצות ביטוי גנים שהתקבלו משיטת single cell RNA sequencing. מאחר והמודל החדשני מאפשר ניבוי של ה-mRNA העתידי בתא, נחלץ מידע רחב היקף זה על התהליכים הדינמיים ברקמה הסרטנית. כמו כן, בשילוב עם המידע המרחבי של התאים ברקמה, ננסה לבדוק האם תאי מערכת החיסון מציגים דפוס ייחודי בביטוי הגנים העתידי שלהם כפונקציה של המרחק שלהם מתאי הסרטן. תכולת הפרויקט:
קורסי קדם:פיזיקה 1 ו-2 דרישות נוספות:רקע בביולוגיה הוא יתרון מקורות:
|
|
105 Characterizing neuronal activity for therapeutic and research applications אפיון פעילות חשמלית של תאי עצב עבור יישומים טיפוליים ומחקרייםשם המנחה: רעות פלן הרקע לפרויקט:הנוירונים במערכת העצבים מתקשרים ע"י סיגנלים חשמליים. על ידי ניתוח הפעילות החשמלית של תאי עצב ניתן ללמוד על פעילות מערכת העצבים כתגובה לגירויים שונים. מטרת הפרויקט:מטרת פרויקט זה היא פיתוח פלטפורמה לניתוח סיגנלים חשמליים של תאי עצב הנרשמים בשיטת האלקטרופיזיולוגיה Patch-clamp. נאפיין ונבחן מספר פרמטרים של הפעילות החשמלית הטבעית בתאי עצב. לאחר מכן נבחן את השפעתם של ננו-חלקיקים מגנטיים על פעילותם של התאים. תכולת הפרויקט:
קורסי קדם:
מקורות:
|
|
109 Machine learning for studying tumor samples שימוש בלמידת מכונה לניתוח דוגמאות סרטניותשם המנחה: נועה שפראך בוארון ומיכל דנינו לוי הרקע לפרויקט:אחת הדרכים להתאים טיפולים לחולים בסרטן היא על ידי מיפוי מולקולרי רחב היקף בסופר רזולוציה של רקמות. עם זאת, ניתוח המידע מהווה אתגר מרכזי -- איך אפשר לייצג ולנתח מידע מתמונות של מיליוני מולקולות כדי להחליט מה מצב התאים ברקמה הסרטנית? הפרויקט מנסה להתמודד עם האתגר הזה על ידי שיטות מעולם הלמידה. מטרת הפרויקט:בפרויקט נשתמש במידע שהתקבל מטכנולוגיה שהיא בחזית המידע של חקר הסרטן - מיפוי מדויק של מולקולות ברקמה סרטנית. תכולת הפרויקט:
קורסי קדם:אחד משלושת הקורסים הבאים:
דרישות נוספות:
מקורות: |
|
110 Improvement of automation tools and implementation of algorithms for image processing of large biological data שיפור כלי אוטומציה ומימוש של אלגוריתמים לעיבוד תמונה על ביג דאטא ביולוגישם המנחה: מיכל דנינו לוי הרקע לפרויקט:עבור טכנולוגיות ביולוגיות רחבות-היקף רבות, שלב קריטי בניתוח הדאטא הוא שלב עיבוד התמונה. זהו שלב המקשר בין קבלת תוצאות הניסוי מהמיקרוסקופ לשלב של עיבוד הנתונים והסקת המסקנות הביולוגיות. שלב זה דורש עבודה נרחבת ומגוונת של עיבוד תמונות בתלת-מימד, והוא כולל בין היתר אלגוריתמים של registration, filtering, normalization, thresholding ועוד. בפרויקט זה נשתמש במידע שהתקבל מטכנולוגיה חדשנית המאפשרת מיפוי מדויק של מולקולות ברקמה, ונתמקד באלגוריתמים של עיבוד התמונה שעליו נשען המשך ניתוח הנתונים. מטרת הפרויקט:הפרויקט יתחיל בהכרה ובהבנה של הדאטא הביולוגי איתו נעבוד, ולאחר מכן בלמידה של סט האלגוריתמים לעיבוד תמונה בשימוש במעבדה, וביישום האוטומטי שלו הקיים היום במעבדה (שילוב של מטלב ו- Shell Script/bash script בלינוקס). מטרת הפרויקט היא לשפר את היישום האוטומטי ולממש אותו על סוגי רקמות שונים. למשל, רקמות מוח של עכבר, רקמות סרטניות של בני אדם וכו', על מנת לייעל את שלב ניתוח התמונה במעבדה. תכולת הפרויקט:
קורסי קדם:מבוא להנדסת תוכנה ומחשבים דרישות נוספות:רקע במטלב - חובה מקורות: |
|
111 Developing an algorithm to distinguish between different neurons based on the signature of their electrical signal, and analysis of the effect of conductive elements פיתוח אלגוריתם לאבחנה בין תאי עצב שונים על סמך חתימת האות החשמלי שלהם, וניתוח מידת ההשפעה של אלמנטים מוליכיםשם המנחה: דפנה לבנברג הרקע לפרויקט: |
|
204 Frequency Locked Loop Circuit for High Frequency IC Clocks מעגל נעילת תדרשם המנחה: Asaf Feldman הרקע לפרויקט:A stable clock source is one of the most important requirements for integrated circuit designs. Fully integrated on-chip generation of a clock source has become more important as system-on-chip designs have proliferated. More specifically, wireless sensor nodes for Internet-of-Things (IoT) applications have a small form factor and limited board space, making it difficult to integrate crystal oscillators, especially for implantable applications. An on-chip oscillator requires low power consumption and energy per cycle, frequency stability over varying ambient temperatures, long-term stability, and low supply voltage sensitivity. Low oscillator power consumption is important in a system with low activity where the standby current dominates the total power consumption, as is the case with a wake-up timer or a sleep mode timer. An oscillator must also show good frequency stability and resistance to temperature supply voltage and random variations. At low voltage and low power, this becomes even more challenging. מטרת הפרויקט:In this project, several novel techniques will be utilized to design an FLL. These techniques involve a combination of analog, digital and device physics concepts. During this work, you will design a novel FLL, all of which will be implemented in a Si IC. תכולת הפרויקט:In this project the student will design an FLL using digital and analog techniques. The schematics will be prepared in Virtuoso and simulated. Layout and post-layout simulations will be conducted to verify the circuit performance. This project will include a tapeout and Silicon measurements. The successful conclusion of this project may lead to an academic publication. קורסי קדם:
מקורות:
|
|
208 Process Monitor based on Ring Oscillator חיישן שינויים בתהליך הייצור המבוסס על מתנד טבעתישם המנחה: Ido Shpernat הרקע לפרויקט:As VLSI systems scale there is a constant tradeoff between power-performance and the operating voltage of the chip. It has been shown that operating the chip near the threshold voltage (near-Vth) can achieve an optimum for many workloads. Process monitors are sensors that are able to extract key process parameters such as Vth, Mobility, etc. Process monitors enable calibration of the system according to its result in various temperatures. מטרת הפרויקט:As VLSI systems scale there is a constant tradeoff between power-performance and the operating voltage of the chip. It has been shown that operating the chip near the threshold voltage (near-Vth) can achieve an optimum for many workloads. Process monitors are sensor that are able to extract key process parameters such as Vth, Mobility, etc. תכולת הפרויקט:You will need to learn the different methods of parameters extraction and implement the circuit in 65nm CMOS process. The schematics will be prepared in Virtuoso and simulations will be conducted to verify the circuit’s performance. קורסי קדם:
מקורות:
|
|
209 Read out circuitry for a GC-eDRAM memory array בניית מערכת קריאה למערך זכרון מסוג GC-eDRAMשם המנחה: אלישבע ברקוביץ הרקע לפרויקט:זכרונות מוטמעים מהווים חלק משמעותי וחשוב ממערכות SOC כיום, ולכן יש צורך לייצר מערכות חסכוניות יותר בשטח ובהספק. כרגע ארכיטקטורת הזכרון השולט בשוק הינו הSRAM המורכב ממינימום של 6T (six transistors). ארכיטקטורת הGC-eDRAM מוצג כאלטרנטיבה אפשרית לSRAM כיוון שהיא בנויה מ2-4T ולכן יעילה יותר בשטח. החסרון המשמעותי בזכרון זה היא תכונת הדינמיות שלה, שמחייבת פעולות רענון מחזוריות בכדי לשמר את המידע. מטרת הפרוייקט היא לתכנן וליצור מערכת קריאה מתוחכמת שתאפשר לקורא את המידע האגור בזכרון בצורה מדויקת ובכך להאריך את הזמן הנצרך בין מחזורי רענון. מטרת הפרויקט:בפרוייקט תתכנו ארכיטקטורה שלמה של מערכת קריאה מזכרון, הכולל מעגל sense-amplifier, מעגלים אנלוגים נוספים התומכים בSA ומעגלים דיגיטלים התומכים בקריאה. תתכן אפשרות להגיע אף לשלב הלייאוט במעגלים, ואפילו לייצור צ'יפ ממש. תכולת הפרויקט:תכנון וייצור מעגלים אנלוגים בוירטואוזו (החל מהסכמה ועד ללייאוט) קורסי קדם:
מקורות:E. Garzón, Y. Greenblatt, O. Harel, M. Lanuzza and A. Teman, "Gain-Cell Embedded DRAM Under Cryogenic Operation—A First Study," in IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, vol. 29, no. 7, pp. 1319-1324, July 2021, doi: 10.1109/TVLSI.2021.3081043. |
|
301 Cryptography schemes using quantum states of light שיטות הצפנה באמצעות מצבים קוונטיים של אורשם המנחה: אליהו כהן הרקע לפרויקט:הפצת מפתחות סודיים ידועה בתור משימה קריפטוגרפית חשובה שיכולה להנות משימוש במשאבים קוונטיים. במהלך הפרויקט ינותחו פרוטוקולים קוונטיים להפצת מפתחות סודיים שנעזרים במצבים פחוסים של אור. הפרוטוקולים יודגמו במעבדת האופטיקה הקוונטית של פרופ' אבי פאר מהמחלקה לפיזיקה. מטרת הפרויקט:הסטודנטים ינתחו את קצב ייצור המפתחות ואת החסינות של הפרוטוקולים כנגד רעשים, איבודים והאזנות. יידרש להכריע האם הפרוטוקול בטוח לשימוש, כלומר, האם אכן ניתן לגלות בוודאות ניסיונות האזנה. תכולת הפרויקט:הסטודנטים ישתמשו בקוד קיים על מנת לנתח את הביצועים של הפרוטוקול תוך שימוש בכלים ידועים מתחום האופטיקה הקוונטית. החישוב הוא אנליטי בהתבסס על נוסחאות ידועות שמוזנות לקוד. לאחר מכן, יוסיפו הסטודנטים לקוד רובד נוסף של גורם עוין המנסה לגשת למידע המועבר מבלי שיבחינו בו. הסטודנטים ינתחו מגוון שיטות תקיפה ומגננה בכלים אנליטיים ו/או נומריים ויסיקו עד כמה הפרוטוקול בתוך לשימוש. קורסי קדם:
מקורות:
|
|
302 Extracting physiological parameters from PPG wrist measurements חילוץ פרמטרים פיזיולוגים ממדידות PPG בזרועשם המנחה: חמוטל דואדי הרקע לפרויקט:חילוץ פרמטרים פיזיולוגים אפשרי באמצעים אופטיים החשים בשינויי נפח וספקטרום בכלי דם המתבטאים בשינוי במקדם הבליעה. מדידת רוויון חמצן בדם אפשרית כיום רק בריבוי אורכי גל שכן היא מתבססת על יחס בין המדידות, אולם צריך להתחשב בהבדלים בפיזור הקשים להפרדה. במעבדה שלנו גילינו כי יש נקודה המכיילת פיזור ועל כן אופטימלית למדידות מבוססות בליעה. תופעה זו אומתה במדמי רקמה גליליים בקטרים המדמים אצבע, וזרוע כמו גם במדידת אצבעות וזרועות אנושיות ופורסמה בעשרות מאמרים מדעיים בבמות עולמיות. מטרת הפרויקט:כיום בצמיד ממומש אלגוריתם לחילוץ דופק וסטורציה (ריוויון חמצן בדם). במסגרת הפרויקט נרצה להרחיב את השימוש בצמיד למדדים פיזיולוגיים נוספים: קצב נשימה, Heart rate variability ועוד. תכולת הפרויקט:בפרויקט הסטודנטים יבנו קוד לחילוץ פרמטרים פיזיולוגים שונים מתוך סיגנל ה PPG שנמדד בזרוע מגלאי אופטי. הם ימדדו זרועות אנושיות ויפעילו את הקוד שכתבו לחילוץ שפרמטרים שישוו לערכים הנמדדים במכשירים דומים כגון אוקסימטר קליפס. קורסי קדם:מבוא לאופטיקה, עיבוד אותות מקורות:
|
|
303 Building mobile application for extracting physiological parameters from PPG wrist measurements בניית אפליקציה לנייד לחילוץ פרמטרים פיזיולוגים ממדידות PPG בזרועשם המנחה: חמוטל דואדי הרקע לפרויקט:חילוץ פרמטרים פיזיולוגים אפשרי באמצעים אופטיים החשים בשינויי נפח וספקטרום בכלי דם המתבטאים בשינוי במקדם הבליעה. מדידת רוויון חמצן בדם אפשרית כיום רק בריבוי אורכי גל שכן היא מתבססת על יחס בין המדידות, אולם צריך להתחשב בהבדלים בפיזור הקשים להפרדה. במעבדה שלנו גילינו כי יש נקודה המכיילת פיזור ועל כן אופטימלית למדידות מבוססות בליעה. תופעה זו אומתה במדידת אצבעות וזרועות אנושיות והינה היום חלק מפרויקט לאומי גדול. מטרת הפרויקט:במסגרת הפרויקט הסטודנטים יפתחו אפליקציה למכשיר הטלפון הנייד שקוראת את הנתונים מהצמיד בטכנולוגית בלוטוט ומציגה מדדים פיזיולוגים כגון: דופק, סטורציה, קצב נשימה, Heart rate variability ועוד. תכולת הפרויקט:בפרויקט הסטודנטים יבנו אפליקציה לטלפון הסלולרי המציגה את אות ה PPG שמשודר מצמיד בטכנולוגית בלוטוט. האפליקציה תציג את השתנות האות בזמן ופרמטרים פיזיולוגים שונים הנמדדים בזמן אמת בזרוע מהגלאי האופטי. קורסי קדם:עיבוד אותות מקורות:
|
|
304 Automation of phase retrieval analysis system for measuring turbid media אוטומציה למערכת עיבוד תמונת פאזה משוחזרת עבור תווכים מפזריםשם המנחה: חנה שפירא הרקע לפרויקט:בתווך מפזר (למשל, רקמות) דימות הינו מוגבל לעומק קטן. במעבדתנו מתפתחת השיטה IMOPE (iterative multi-plane optical properties extraction technique) המאפשרת זיהוי של אלמנטים בתוך תווך מפזר בגישה של חישת שינויים בתכונות האופטיות של החומר הבאים לידי ביטוי בשינויים בפאזה. הפאזה משוחזרת באמצעות אלגוריתם ועל ידי ניתוח תמונת הפאזה המשוחזרת ניתן לזהות שינויים כאשר ישנה נוכחות של אלמנטים זרים. עיבוד התמונה של הפאזה וזיהוי השינויים בתמונה הינו שלב מפתח בתהליך החישה ובפיתוח השיטה. השיטה מתאימה עבור מדידות בתוך גוף האדם (in vivo). לאחרונה השיטה הורחבה לאנליזה רב שכבתית ואפשרה זיהוי של ננו חלקיקים בתוך שכבות רקמה שונות. מטרת הפרויקט:יצירת אוטומציה עבור מערכת עיבוד תמונת הפאזה. תכולת הפרויקט:בפרויקט הסטודנטים ילמדו על שיטת הIMOPE ליצירת תמונות פאזה משוחזרות. לאחר מכן הסטודנטים יקבלו תמונות פאזה של המערכת ויבנו מערך אוטומטי לעיבוד התמונות ולגילוי תכונות הדוגמא. קורסי קדם:מבוא לאופטיקה, מבוא ללמידת מכונה מקורות:
|
|
305 Full scattering profile of contaminated water מדידת פרופיל פיזור מלא של דגימות מים מזוהמותשם המנחה: אלון צרויה הרקע לפרויקט: בתעשיית איכות המים קיים צורך גדול בזיהוי מזהמים במים. בפרט, לדעת את סוג המזהם ואת ריכוזו באופן כמותי. לצורך כך יש לנטר את השינויים בתכונות האופטיות של הדוגמה, פיזור ובליעה, אבל קשה להפריד ביניהן. בעבר גילינו כי יש נקודה המכיילת פיזור ועל כן מיטיבית למדידות בהן דרושה הפרדה בין הבליעה לפיזור. תופעה זו אומתה במדמי רקמה גליליים בקטרים המדמים אצבע, כמו גם במדידת מזהמים במים עבור אורך גל בודד. מטרת הפרויקט: זיהוי נקודת הכיול ושימוש בה במערכת ניסויית על מנת לנטר דוגמאות מים מזוהמות. תכולת הפרויקט: בפרויקט הסטודנטים יבנו מערכת אוטומטית למדידת פרופיל הפיזור ומציאת נקודת הכיול בקטרים שונים. הם ימדדו דוגמאות של מים מזוהמים בכלי זכוכית גליליים בקטרים שונים ובאורכי גל שונים כדי לגלות את נקודם הכיול העצמית. בשלב הבא ימדדו מים המכילים סוגי מזהמים שונים בריכוזים שונים. הסטודנטים ינתחו את התוצאות באמצעות מטלב על מנת לאפיין את נקודת הכיול וזיהוי ריכוז וסוג המזהם. קורסי קדם: מבוא לאופטיקה, לייזרים מקורות:
להלן קישור עבור הפרסומים של המנחה האקדמי דרור פיקסלר, שם נמצאים המקורות הרלוונטים: |
|
502 Optimal network localization איכון רשתות אופטימלישם המנחה: הודיה הלוי הרקע לפרויקט:בשנים הקרובות נראה יותר ויותר מכשירים מתחברים לרשתות תקשורת. מטרת הפרויקט:בפרויקט זה נדרש ללמוד את תחום איכון הרשתות וליישם איכון של רשת תקשורת בצורה אופטימלית על ידי סימולציה ממוחשבת. תכולת הפרויקט:על הסטודנטים ללמוד על השיטות השונות לביצוע איכון רשתות, לבחור שיטה אחת, לתכנן ולממש סימולצית מטלב המדמה את פעולת האיכון ברשת. ביצועי הסימולציה יושוו לחסמים קיימים וחסמים שיפותחו תוך כדי הפרויקט. קורסי קדם:נושאים מתקדמים בתקשורת (במקביל לפרויקט) מקורות:
|
|
803 Visualization of geometric distortion on 3D surfaces ויזואליזציה של עוות גאומטרי על משטחים תלת ממדייםשם המנחה: פרופ' אופיר וובר הרקע לפרויקט: תחום הגרפיקה הממוחשבת הינו תחום מרתק המתפתח בקצב מהיר בשנים האחרונות בעיקר בגלל תעשיית הקולנוע ומשחקי המחשב הגורפות מיליארדי שקלים, אך משמש גם בתחומים רבים נוספים כגון דימות רפואית, תכנון וייצור בעזרת מחשב, הדפסה תלת ממדית וכו'. אובייקטים בגרפיקה ממוחשבת הינם משטחים בעלי צורה גיאומטרית כלשהיא (למשל גוף או פנים של בן אדם) המיוצגים לרוב על ידי רשת של משולשים זעירים המחוברים זה לזה לאורך קשתות חופפות. מיפוי בין משטחים הוא אחד הכלים הבסיסיים והחשובים ביותר בתחום של גרפיקה ממוחשבת ועיבוד דיגיטלי של גאומטריה. קיימים אלגוריתמים רבים לחישוב מיפויים בין משטחים. למיפויים האלה יש תכונות גאומטריות והמטרה העיקרית בחישוב מיפוי כזה היא למזער את העיוות הגאומטרי שהינו בלתי נמנע. בפרויקט זה לא נעסוק באופן ישיר בחישוב של מיפויים בין משטחים אלא נעסוק בהערכת האיכות של מיפויים קיימים. הערכה זו תתבצע על ידי ויזואליזציה גרפית. הפרויקט יעסוק בתכנון ומימוש ויזואליזציה למיפויים מסוגים שונים והשוואה ביניהם. מטרת הפרויקט: היכרות עם תחום הגרפיקה והגאומטריה, התעמקות בנושא מתקדם בתחום והתנסות במימוש אלגוריתם ובניית תוכנה מורכבת כהכנה לעבודה בתעשיית ההייטק. תכולת הפרויקט:
קורסי קדם:
קורסים מומלצים (לא חובה וניתן לקחת במקביל):
דרישות נוספות:
מקורות:
|
|
804 Discrete Conformal Equivalence of Polyhedral Surfaces שקילות קונפורמית דיסקרטית למשטחים פוליהדרוניםשם המנחה: פרופ' אופיר וובר הרקע לפרויקט: Polyhedral surfaces are elementary in computer graphics. They are used to represents reallife objects in virtual environments. Mapping such a polyhedral surface to a different domain, for example, to the plane is a fundamental problem in computer graphics and geometry processing. In this project we will learn about special types of maps which preserves angles (conformal maps). We will investigate a discrete notion of angle preservation and will implement an advanced algorithm for computing such maps. For more details see: https://www.cs.cmu.edu/~kmcrane/Projects/CEPS/index.html מטרת הפרויקט: היכרות עם תחום הגרפיקה והגאומטריה, התעמקות בנושא מתקדם בתחום והתנסות במימוש אלגוריתם ובניית תוכנה מורכבת כהכנה לעבודה בתעשיית ההייטק ו/או לתואר מתקדם. תכולת הפרויקט: במהלך הפרויקט הסטודנטים יצטרכו לקרוא מאמר מתקדם בתחום, ללמוד אותו ביסודיות ולממשו. הפרויקט ידרוש פיתוח ומימוש של אלגוריתם מורכב בתוכנה. קורסי קדם: קורסים: ניתן לקחת במקביל :
דרישות נוספות:
מקורות: |
|
805 Photorealistic Stereographic Rendering of Impossible 3D Objects רינדור פוטוריאליסטי סטריאוגרפי של אובייקטים תלת משם המנחה: פרופ' אופיר וובר הרקע לפרויקט: An impossible image is a 2D image that represents a projection of a 3D object that cannot exist physically in real life. The artist M.C. Escher was a master in drawing such impossible images. In this project, a computer software for modeling such 3D objects and producing impossible image illusions will be created. The main theory is based on a paper by Savransky et al. from 1999. The idea of the project is to extend the algorithm given in the paper such that the rendered images will be photorealistic, creating a stronger illusion for the 3D perception. We will achieve this by supporting stereographic rendering using “3D glasses” like in movie theaters. This creates a stronger depth perception in the viewer’s mind. Additional extensions will be made by using more realistic optical perspective projection and global illumination. מטרת הפרויקט: היכרות עם תחום הגרפיקה והגאומטריה, התעמקות בנושא מתקדם בתחום והתנסות במימוש אלגוריתם ובניית תוכנה מורכבת כהכנה לעבודה בתעשיית ההייטק. תכולת הפרויקט: הפרויקט ידרוש פיתוח ומימוש של אלגוריתם מורכב בתוכנה. קורסי קדם:
או
דרישות נוספות: ידע בגרפיקה ממוחשבת מקורות:
|
|
806 Anamorphosis אנמורפוזיסשם המנחה: פרופ' אופיר וובר הרקע לפרויקט: Anamorphosis is a distorted projection requiring the viewer to occupy a specific vantage point, use special devices, or both to view a recognizable image. It is used in painting, photography, sculpture and installation, toys, and film special effects. Extreme anamorphosis has been used by artists to disguise caricatures, erotic and scatological scenes, and other furtive images from a casual spectator, while revealing an undistorted image to the knowledgeable viewer. For more information see: In this project we will implement algorithms for fabricating real-life objects that give rise to anamorphosis optical illusions. The fabricated objects will be printed using a 3D printer. מטרת הפרויקט: היכרות עם תחום הגרפיקה והגאומטריה, התעמקות בנושא מתקדם בתחום והתנסות במימוש אלגוריתם ובניית תוכנה מורכבת כהכנה לעבודה בתעשיית ההייטק ו/או לתואר מתקדם. תכולת הפרויקט: במהלך הפרויקט הסטודנטים יצטרכו לקרוא מאמר מתקדם בתחום, ללמוד אותו ביסודיות ולממשו. הפרויקט ידרוש פיתוח ומימוש של אלגוריתם מורכב בתוכנה.
או
|
|
807 Probabilistic process mining כריית תהליכים הסתברותיתשם המנחה: ד"ר איציק כהן הרקע לפרויקט: בשנים האחרונות הסביבה מוצפת בסנסורים שונים כגון מצלמות המספקים מידע על הקורה בה. במקביל מתפתחות טכניקות למידת מכונה ולמידת תהליכים שמטרתן ללמוד על הקורה בסביבה על בסיס המידע המתקבל מסנסורים אלו. טכנולוגיות אלו עדיין מוגבלות בדיוק שלהן וביכולת שלהן לעבד קלט ארוך. בפרויקט זה ייעשה שימוש בטכניקות למידת תהליכים אשר מניחות שהנתונים מתקבלים מתהליך כדי לבחון שיטות שונות לשיפור דיוק ולעיבוד קלט ארוך יותר של תהליכים. מטרת הפרויקט: מטרת הפרויקט ללמוד תהליך בצורה יעילה על בסיס קלט הסתברותי המתקבל מסנסורים כגון מצלמת וידאו. התוצר הסופי יקבל קלט וידאו ויעשה קלסיפיקציה אוטומטית שלו לסוג התהלך שהתבצע בוידאו. תכולת הפרויקט: למידת הנושא וסקר ספרות, השלב העיקרי כולל הפעלת ובחינת אלגוריתמי למידת וכריית נתונים, התנסות עם פונקציות אקטיבציה שונות, מיפוי תוצאות, כתיבת דוח סופי קורסי קדם: מידול כריית תהליכים (ניתן בסמסטר ב) דרישות נוספות: קורסים בנושא למידת מכונה ,פייתון מקורות: |
|
308 Sensing of chemicals and coating layers using optical fibers חישה של כימיקלים ושכבות ציפוי באמצעות סיבים אופטייםשם המנחה: פרופ' אבי צדוק הרקע לפרויקט: Optical fibers are an exceptional sensing platform. Optical fiber sensors represents an industry with annual market of over 1B USD, which is raplidly growing. However, light that is guided in standard fibers is tightly confined to an inner core. Such confinement prevents ligth in the fiber from reaching test media of interest, which typically lies outside much larger cladding and coating layers. Without Spatial overlap between light and the substence under test, there is no sensing. Over the last few years, the Zadok group has developed several new sensing protocols that overcome this fundamental challenge. The protocols make use of the interaction between optical and ultrasonic waves. The propagation of light can stimulate the oscillations of such acoustic waves. The acoustic waves, in turn, can reach the edges of the fiber and probe the elsatic properties of test media, where light does not reach. Alternatively, the same acoustic wave may scatter light outside the fiber and enable optical sensing The project would include the design and construction of experimental setups for opto-mechanical fiber sensing, over multiple types of fibers. Measurements would identify and quantify various chemicals, monitor the state of protective coating layers, and also detect the effects of ionizing radiation מטרת הפרויקט: The expected achievements are physical understanding of the propagation of light and sound waves in fibers, numerical modeling of such interactions, the construction and operation of experimental setups, the collection and analysis of data, and a quantitative and critical assessment of performace and limitations. תכולת הפרויקט: Mathematical analysis, numerical code in matlab for simulations, a mid-term report describing the theory and models, laboratory measurements, a final report describing experimental results קורסי קדם:
מקורות:
|
|
312 Quantum algorithms for computation and sensing אלגוריתמים קוונטיים לחישוב וחישהשם המנחה: אליהו כהן הרקע לפרויקט: טכנולוגיות קוונטיות מציעות מגוון דרכים לשפר טכנולוגיות קיימות. כיום כבר ניתן להריץ מכל משרד או בית אלגוריתם ע"ג מחשב קוונטי מרוחק וליהנות מהיתרונות הייחודיים שמציעה הטכנולוגיה הקוונטית לחישוב, חישה ותקשורת. הכתיבה של הקוד מתבססת על פייתון ומבוצעת בסביבה שפיתחה IBM ונקראת IBM Quantum Experience. באופן זה, ניתן לפתח שיטות חדשות לפתרון בעיות ולבחון אותן בפועל ובזמן אמת. מטרת הפרויקט: המטרה היא לממש שיטות מדידה חדשות שנקראות מדידות חלשות באמצעות מחשבים קוונטיים או לחילופין לממש גישה אלגוריתמים שנקראת quantum walks (ההכללה הקוונטית של random walks). בקבוצתי כבר פותחה התיאוריה הרלוונטית ונותר רק המימוש בקוד והרצתו. תכולת הפרויקט: הסטודנטים ילמדו לכתוב קוד באמצעות IBM Quantum Experience וישתמשו בידע הזה בכדי להריץ מעגלים קוונטיים בסיסיים ע"ג מחשב מרוחק. העבודה תתבצע ביחד עם דוקטורנט בקבוצתי שידריך את הסטודנטים כיצד להשתמש בסביבה זו וכיצד להתקדם בכתיבת הקוד. קורסי קדם:
דרישות נוספות: ניסיון בפייתון - יתרון מקורות: |
|
318 Incorporation of AI and ML algorithms in remote biomedical sensing שילוב יכולות של בינה מלאכותית ואלגוריתמי לימוד מכונה בחישה ביו רפואיתשם המנחה: זאב קלאוזר הרקע לפרויקט: מדובר על טכנולוגיית חישה חדשנית המבוססת על ניתוח שינויים זמניים-מרחביים של תבנית פיזור אור לייזר מרקמה ביולוגית. על בסיס זה ניבחנת יכולת חישה של פרמטרים ביו רפואיים מרחוק. תבניות הפיזור הנוצרות עקב התאבכות עצמית של אור הלייזר ניקראות ספקלס. אלו תבניות אקראיות המשתנות בזמן כתלות בתהליכים הזמניים הקורים בתוך הרקמה הביולוגית. במסגרת הפרויקט ניבנה אלגוריתם לימוד מכונה שילמד את מאפיני תבנית הפיזור וידע לקשר אותה לננו-רעידות המתרחשות ברקמה. מתוך ניתוח תבניות הננו-רעידות ניתן לבצע שערוך של פרמטרים בו רפואיים שונים הכוללים לחץ דם, מאפיני זרימת דם בכלי דם ועוד. אלגוריתמיקת למידת המכונה שתופעל פה תבוסס על רשתות ניורונליות. מטרת הפרויקט: לפתח סנסור לחישה מרחוק של כמות חמצן בדם תכולת הפרויקט: ביצוע ניסויים, איסוף דאטה ועיבוד דאטה קורסי קדם: מבוא לאופטיקה, עיבוד תמונה מקורות: Z. Kalyuzhner, S. Agdarov, A. Bennett, Y. Beiderman and Z. Zalevsky, “Remote photonic sensing of blood oxygen saturation via tracking of anomalies in micro-saccades patterns,” Opt. Exp.. |
|
321 Incorporation of fiber-based water leakage detector שילוב סיבים אופטיים לניטור נזילות מים מצינורותשם המנחה: יפים ביידרמן הרקע לפרויקט: במעבדה בוצע פיתוח של סנסור פוטוני המבוסס על סיב אופטי מיוחד שהדגים יכולת ראשונה לניטור נזילות של מים מצינור ומדידת שינויי ספיקה. יש רצון להרחיב יכולות אלו למדידה יותר נרחבת של ניטור צינורות מים. עיקרון הפעולה של סנסור הסיב הפוטוני כולל הזרקת אור דרך סיב מרובה מודים ומדידת שינוי בבניות ההתאבכות של המודים בינן לבין עצמם ביציאת הסיב. תבניות התאבכות אלו קשורות במעוותים שונים הנוצרים בסיב החישה ויכולים להעיד על מצב של נזילה בצנרת בה סיב החישה הותקן. ניתוח תבניות האור כולל הן ניתוח קלאסי והן הפעלה של אלגוריתמיקת למידת מכונה ובינה מלאכותית. מטרת הפרויקט: פיתוח מערכת מבוססת סיב לניטור דינמיקת זרימה בצינור מים וניטור נזילות קטנות תכולת הפרויקט: ביצוע ניסויים בצנרת, איסוף דאטה. ניתוח דאטה ופיתוח אלגוריתמי קורסי קדם: מבוא לאופטיקה מקורות: A. Bennett, Ye. Beiderman, S. Agdarov, Ya. Beiderman, R. Hendel, B. Straussman and Z. Zalevsky, “Monitoring of vital bio-signs by analysis of speckle patterns in fabric-integrated multimode optical fiber sensor,” Opt. Exp. 28(14), 20830-20844 (2020). |
|
808 Translating abdominal ultrasound scans to equivalent CT scans סריקות אולטרסאונד אבדומינליות (אזור הבטן) לסריקות CT מתאימותשם המנחה: ד"ר תמר קשתי, ד"ר מירב גלון (מכון וויצמן) הרקע לפרויקט: אולטרסאונד רפואי הוא שיטת הדמיה רווחת בשל עלות נמוכה, ניידות, מהירות והיעדר קרינה מייננת מזיקה. למרבה הצער, האיכות של סריקות אולטרסאונד רפואיות נופלת מאמצעי דימות רפואי אחרים : גלי הקול אינם חודרים עצמות, ומופרעים בנוכחות גזים (דוגמת אלו הקיימים במערכת העיכול). לטומוגרפיה ממוחשבת (CT), לעומת זאת, יש איכות תמונה טובה יותר אך מייצרת קרינה מייננת, מחירה גבוה יותר והיא פחות זמינה מאולטרסאונד. מטרת הפרויקט: בהינתן תמונת אולטרסאונד (2D), ניצור את תמונת ה-CT המקבילה (2D) המשמרת מידע רפואי חשוב: איברים, רקמות ועצמות. תרגום התמונות יעשה באמצעות שיטות למידה עמוקה. תכולת הפרויקט:
קורסי קדם:
מקורות:
|
|
322 Multispectral camera מצלמה מולטי ספקטרליתשם המנחה: יובל תמיר הרקע לפרויקט: מדידת הספקטרום של אור הנה אחת המדידות החשובות ביותר ומאפשרת זיהוי חומרים ותהליכים כימים וביולוגים. הבעיה היא שרוב הספקטרומטרים מודדים רק נקודה אחת ולא מקבלים תמונה שלמה. מצלמות ספקטרליות מאפשרות מדידת ספקטרום ראשונית ובסיסית של תמונה אבל מדובר ביכולת נחותה עם רזולוציה נמוכה. אנו מעוניינים לפתח מצלמה מולטיספקטרלית בעלת רזולוציה גבוהה שתאפשר מדידה מדויקת של הרזולוציה המלאה של כל פיקסל בתמונה שנמדד. מטרת הפרויקט: תכנון ופיתוח מצלמה מולטיספקטרלית המסוגלת למדוד את הספקטרום של כל פיקסל שפוגע ברזולוציה גבוהה. תכולת הפרויקט: המצלמה מבוססת על מדידה רציפה של כמות האור שמגיעה לכל פיקסל תוך שינוי מרחק של מהוד. המהוד משמש כפילטר ספקטרלי ומשפיע על כמות האור שמגיעה כפונקציה של אורך הל. הסטודנט ילמד את עיקרון פעולת הפילטר שמבוסס על מהוד. ילמד על מצלמות שונות. יתכנן שיטה להתקין את המהוד בתוך מערך של מצלמות ויבצע חישובים נומריים שמראים שהמערכת אכן תתן את הרזולוציה שאותה אנו רוצים לקבל. לאחר מכן, הסטודנט יבנה דגם ראשוני של המצלמה במעבדה ויבדוק את יכולותיו. קורסי קדם: אופטיקה מקורות: |
|
118 Modeling kidney diseases using unsupervised machine learning מידול של מחלות מהכליה ע"י אלגוריתמים של למידת מכונה לא מונחיתשם המנחה: ירון טרינק הרקע לפרויקט: Exciting new technologies such as RNA-Seq and Spatial Transcriptomics yield huge amounts of high dimensional biological datasets. Appropriate use of machine learning/statistical methods can help extract useful biological signals, enhancing our understanding of factors driving the origin and development of various diseases. מטרת הפרויקט: The aim of this project is to apply unsupervised machine learning methods, dimensional reduction techniques, and other appropriate algorithms to discover patterns in gene expression and alternative splicing in kidney diseases. תכולת הפרויקט: This project will involve developing and applying statistical techniques on both high throughput sequencing count data and raw nucleotide sequences. More specifically, the student will read literature, write code, and interpret the results appropriately using acquired domain knowledge. קורסי קדם:
דרישות נוספות:
מקורות:
|
|
119 Developing a device for urine characterization פיתוח רכיב לאפיון בדיקות שתןשם המנחה: אלון ריכטר הרקע לפרויקט: אפיון שתן עבור מטופלים בטיפול נמרץ: הפרויקט מבוסס על רכיב המפותח בחברת FIZE medical. החברה מפתחת מכשיר המיועד לחולים בטיפול נמרץ, המתחבר לקטטר, מבצע שאיבה אוטומטית של שלפוחית השתן, ומספק נתונים מדויקים על השאיבה- דבר שהינו קריטי עבור חולים במצב זה. מטרת הפרויקט: מציאת פרמטרים אותם ניתן ללמוד מדגימת השתן תכולת הפרויקט: לימוד המכשיר הקיים והסיגנלים הנמדדים בו, ניתוח הפרמטרים הניתנים למדידה במכשיר, ניתוח סיגנלים לדוגמא שיקלטו במכשיר הקיים וניטור סיגנלים עתידיים. עבודת ניתוח תמונת השתן והרכב חומרים. קורסי קדם: עיבוד אותות מקורות: ניתוח בדיקות שתן - מאמרים עכשויים לסנסורים |
