Propozycje tematów prac dyplomowych na rok akademicki 2014/2015 Fizyka - I stopień - licencjacka

Transkrypt

1 Propozycje tematów prac dyplomowych na rok akademicki 2014/2015 Fizyka - I stopień - licencjacka Lp Temat pracy dyplomowej Opis Opiekun 1 2 Zastosowania fizyki statystycznej w modelowaniu dyfuzji innowacji Symulacje Monte Carlo modelu q-votera na sieciach złożonych W ramach pracy student zapozna się z modelami wykorzystywanymi do opisu dyfuzji innowacji (model perkolacji, model Isinga, modele z progiem) oraz prostymi technikami analizy takich modeli (analityczna metoda średniego pola oraz metoda symulacji Monte Carlo). Głównym celem będzie symulacja Monte Carlo kilku wybranych modeli i porównanie otrzymywanych w ramach każdego z modelu wyników z punktu widzenia przydatności w modelowaniu dyfuzji innowacji. Student zapozna się z podstawowymi pojęciami z zakresu teorii nierównowagowych przejść fazowych modeli ze stanami absorpcyjnymi (w tym prawdopodobieństwo i czas wyjścia, nierównowagowe przejścia fazowe), a także z metodą Monte Carlo analizy takich modeli. Dodatkowo nabędzie wiedzę dotyczącą podstawowych modeli opisujących rzeczywiste sieci złożone: modelu Wattsa-Strogatza (tzw. sieć małego świata) oraz Barabasiego-Alberta (tzw. sieć bezskalowa). Głównym celem pracy będzie zbadanie roli struktury sieci na procesy relaksacyjne i przejścia fazowe w tzw. modelu q-votera dr hab. Katarzyna Weron dr hab. Katarzyna Weron Temat jest proponowany dla studenta (imię i nazwisko): Opinia Komisji / NIE

2 3 Opis struktury oraz wymuszonego naciskiem mechanicznym ruchu ścian domenowych w nanotaśmach ferromagnetycznych z gigantyczną magnetostrykcją - praca magisterska Poszukiwanie efektywnych metod wymuszania ruchu ścian domenowych w nano-drutach i nano-taśmach ferromagnetycznych jest jednym z kluczowych zagadnień dla realizacji urządzeń pamięci magnetycznej opartych na dla trwałości zapisu informacji binarnej w proponawanych obecnie elementach pamięci opartych na manipulacji długościami domen ferromagnetycznych (wyjątkowo inspirująca koncepcja "domain-wall recetrack" [1]). Oprócz klasycznej metody zastosowania zewnętrznego pola magnetycznego, w ostaniej dekadzie szeroko studiowano zastosowanie przepływu prądu elektrycznego przez ścianę domenową ("spin-transfer-torque"), transmisji monochromatycznej fali spinowej lub paczki fal spinowych ("wytworzonej gradientem temperatury") przez ścianę domenową, Zaproponowane metody są jednak dość trudne do realizacji w skali komórki pamięci. Nową propozycją jest zastosowanie nacisku mechanicznego na element magnetyczny wykonany materiału o gigantycznej magnetostrykcji (Galfenol lub Terfenol-D). Przestudiowanie samej koncepcji pod kątem stabilności ścian domenowych oraz efektywności metody pod kątem uzyskiwanych prędkości ścian domenowych jest celem proponowanej pracy. W jej ramach, w zastosowaniu do ścian domenowych w nano-taśmach ferromagnetycznych, rozwinięty w kierunku uwzględnienia oddziaływań dipolowych zostanie model "pola fazowego" oddziaływania magnetyzacji z deformowaną siecią krystaliczną [2]. Podjęta zostanie próba opisu struktury i wymuszonego naciskiem ruchu ściany domenowej w nano-drutach o przekroju dr inż. Andrzej Janutka

3 4 Symulacje struktury oraz wymuszonego naciskiem mechanicznym ruchu ścian domenowych w nanotaśmach ferromagnetycznych z gigantyczną magnetostrykcją - praca licencjacka Dla opisanego w propozycji nr 1 tematu pracy dyplomowej zagadnienia ustalania się struktury i wymuszonego naciskiem ruchu ściany domenowej, proponowane jest przeprowadzenie symulacji komputerowych za pomocą pakietu Magpar, Jest to darmowy program, umożliwiający uwględnienie zarówno efektów magnetostrykcyjnnych, jak i złożonego kształtu symulowanego elementu (co ma znaczenie w przypadku proponowanych symulacji nano-drutów o przekroju kołowym). dr inż. Andrzej Janutka

4 5 Symulacje struktury ścian domenowych w nanodrutach ferromagnetycznych z periodyczną modulacją przekroju poprzecznego - praca licencjacka (lub inżynierska dla kierunku Fizyka Techniczna -Nanoinżynieria) Chiralna struktura ściany domenowej w nanodrucie o modulowanym przekroju poprzecznym [1] jest obecna także w amorficznych mikrodrutach ferromagnetycznych pokrytwanych szkłem, w których modulacja warstwy przypowierzchniowej jest efektem magnetostrykcyjnym związanym z silnymi naprężeniami na granicy metal-szkło [2]. Mikordruty amorficzne są niezwykle ważne ze względu na i ch zastosowania, jednak wyjątkowo trudne do symulowania numerycznego, ze względu na duże rozmiary w stosunku do chararkterystycznych dla danego materiału długości (maksymalnej długości komórki dyskretyzacji przestrzeni). Zadanie polegać będzie na numerycznej (za pomocą pakietu Magpar) weryfikacji zaproponowanego przez opiekuna pracy, analitycznego opisu struktury odpowiednich ścian domenowych. [1] M. Chandra Sekhar, H. F. Liew, I. Purnama, W. S. Lew, M. Tran, G. C. Han, Appl. Phys. Lett. vol. 101, p (2012), [2] M. Vazquez, H. Chiriac, A. Zhukov, L.Panina, T. Uchiyama, phys. stat. sol. a vol. 208, p. 493 (2011). /(2012) [3] A. Janutka, IEEE Transactions on Magnetics vol. 48, 3140 (2012) [4] D.J. Clarke, O.A. Tretiakov, G.-W. Chern, Y.B. Bazaliy, O. Tchernyshyov, Physical Review B vol. 78, (2008) dr inż. Andrzej Janutka 6 Propagacja wiru optycznego w układzie ogniskującym z aksikonem Praca eksperymetnalna prof. Jan Masajada

5 Fizyka - II stopień - mgr Lp Temat pracy dyplomowej Opis Opiekun 1 Teoria topologicznego izolatora Andersona Topologiczny izolator Andersona został zidentyfikowany ostatnio numerycznie. W pracy dr hab. Jakuba Tworzydło (ze współautorami) podana została oryginalna teoria tego efektu. Praca magisterska polega na zapoznaniu się z efektem topologicznego izolatora Andersona i rozpoznaniu teoretycznego jego wyjaśnienia. Możliwe rozwinięcie teorii byłoby indywidualnym wkładem magistranta. prof. dr hab. Lucjan Jacak Temat jest proponowany dla studenta (imię i nazwisko): Opinia Komisji / NIE 2 Wykorzystanie niezmienników Cherna do charakteryzowania efektów topologicznych w fazie skondensowanej Aktualne odkrycia z zakresu topologicznych izolatorów w kontynuacji topologicznej interpretacji kwantowego efektu Halla zwracają uwagę na rolę niezmienników typu Cherna do charakteryzowania różnych topologicznie faz. Praca dyplomowa przewiduje zapoznanie się z zaawansowanym opisem topologicznych izolatorów z punktu widzenia wykorzystania topologicznych niezmienników. Przegląd numerycznego podejścia do ułamkowego izolatora Cherna i jego identyfikacji. dr inż. Janusz Jacak

6 Fizyka - Master of Physics - II stopień - mgr (j. angielski) Lp Temat pracy dyplomowej Opis Opiekun Temat jest proponowany dla studenta (imię i nazwisko): Opinia Komisji / NIE

7 1 Opis struktury oraz wymuszonego naciskiem mechanicznym ruchu ścian domenowych w nanotaśmach ferromagnetycznych z gigantyczną magnetostrykcją - praca magisterska Poszukiwanie efektywnych metod wymuszania ruchu ścian domenowych w nano-drutach i nano-taśmach ferromagnetycznych jest jednym z kluczowych zagadnień dla realizacji urządzeń pamięci magnetycznej opartych na dla trwałości zapisu informacji binarnej w proponawanych obecnie elementach pamięci opartych na manipulacji długościami domen ferromagnetycznych (wyjątkowo inspirująca koncepcja "domain-wall recetrack" [1]). Oprócz klasycznej metody zastosowania zewnętrznego pola magnetycznego, w ostaniej dekadzie szeroko studiowano zastosowanie przepływu prądu elektrycznego przez ścianę domenową ("spintransfer-torque"), transmisji monochromatycznej fali spinowej lub paczki fal spinowych ("wytworzonej gradientem temperatury") przez ścianę domenową, Zaproponowane metody są jednak dość trudne do realizacji w skali komórki pamięci. Nową propozycją jest zastosowanie nacisku mechanicznego na element magnetyczny wykonany materiału o gigantycznej magnetostrykcji (Galfenol lub Terfenol-D). Przestudiowanie samej koncepcji pod kątem stabilności ścian domenowych oraz efektywności metody pod kątem uzyskiwanych prędkości ścian domenowych jest celem proponowanej pracy. W jej ramach, w zastosowaniu do ścian domenowych w nano-taśmach ferromagnetycznych, rozwinięty w kierunku uwzględnienia oddziaływań dipolowych zostanie model "pola fazowego" oddziaływania magnetyzacji z deformowaną siecią krystaliczną [2]. Podjęta zostanie próba opisu struktury i wymuszonego naciskiem ruchu ściany domenowej w nano-drutach o przekroju kołowym, wykonanych z materiału z dr inż. Andrzej Janutka

8 2 Symulacje struktury oraz wymuszonego naciskiem mechanicznym ruchu ścian domenowych w nanotaśmach ferromagnetycznych z gigantyczną magnetostrykcją - praca licencjacka Dla opisanego w propozycji nr 1 tematu pracy dyplomowej zagadnienia ustalania się struktury i wymuszonego naciskiem ruchu ściany domenowej, proponowane jest przeprowadzenie symulacji komputerowych za pomocą pakietu Magpar, Jest to darmowy program, umożliwiający uwględnienie zarówno efektów magnetostrykcyjnnych, jak i złożonego kształtu symulowanego elementu (co ma znaczenie w przypadku proponowanych symulacji nano-drutów o przekroju kołowym). dr inż. Andrzej Janutka

9 3 Symulacje struktury ścian domenowych w nanodrutach ferromagnetycznych z periodyczną modulacją przekroju poprzecznego - praca licencjacka (lub inżynierska dla kierunku Fizyka Techniczna -Nanoinżynieria) Chiralna struktura ściany domenowej w nanodrucie o modulowanym przekroju poprzecznym [1] jest obecna także w amorficznych mikrodrutach ferromagnetycznych pokrytwanych szkłem, w których modulacja warstwy przypowierzchniowej jest efektem magnetostrykcyjnym związanym z silnymi naprężeniami na granicy metal-szkło [2]. Mikordruty amorficzne są niezwykle ważne ze względu na i ch zastosowania, jednak wyjątkowo trudne do symulowania numerycznego, ze względu na duże rozmiary w stosunku do chararkterystycznych dla danego materiału długości (maksymalnej długości komórki dyskretyzacji przestrzeni). Zadanie polegać będzie na numerycznej (za pomocą pakietu Magpar) weryfikacji zaproponowanego przez opiekuna pracy, analitycznego opisu struktury odpowiednich ścian domenowych. [1] M. Chandra Sekhar, H. F. Liew, I. Purnama, W. S. Lew, M. Tran, G. C. Han, Appl. Phys. Lett. vol. 101, p (2012), [2] M. Vazquez, H. Chiriac, A. Zhukov, L.Panina, T. Uchiyama, phys. stat. sol. a vol. 208, p. 493 (2011). /(2012) [3] A. Janutka, IEEE Transactions on Magnetics vol. 48, 3140 (2012) [4] D.J. Clarke, O.A. Tretiakov, G.-W. Chern, Y.B. Bazaliy, O. Tchernyshyov, Physical Review B vol. 78, (2008) dr inż. Andrzej Janutka

10 4 Modelowanie dynamiki nośników w oparciu o model przeskakujących ekscytonów w silnie niedopasowanych stopach półprzewodnikowych Celem niniejszej pracy jest napisanie programu symulującego dynamikę nośników w oparciu o model przeskakujących ekscytonów [Phys. Rev. B 73, (2006), Appl. Phys. Lett. 100, (2012)] oraz określenie, na podstawie wygenerowanych wyników, charakterystyczne cechy widm fotoluminescencji w materiałach półprzewodnikowych z silnymi efektami lokalizacji nośników w ogonach gęstości stanów. Dane uzyskane w wyniku symulacji zostaną porównane z danymi eksperymentalnymi (prezentowanymi w literaturze lub uzyskanymi w laboratorium Optycznej Spektroskopii Nanostruktur). W ramach proponowanego tematu magistrant będzie miał za zadanie porównać różne warianty tego modelu, uwzględniające różne mechanizmy procesów rekombinacji, oraz różne rozkłady ogonów gęstości stanów. Dodatkowym zadaniem będzie porównanie różnych metod rozwiązywania zagadnienia dynamiki ekscytonów w oparciu o ten model - metody montecarlo lub układy równań różniczkowych. dr inż. Michał Baranowski 5 Teoria topologicznego izolatora Andersona Topologiczny izolator Andersona został zidentyfikowany ostatnio numerycznie. W pracy dr hab. Jakuba Tworzydło (ze współautorami) podana została oryginalna teoria tego efektu. Praca magisterska polega na zapoznaniu się z efektem topologicznego izolatora Andersona i rozpoznaniu teoretycznego jego wyjaśnienia. Możliwe rozwinięcie teorii byłoby indywidualnym wkładem magistranta. prof. dr hab. Lucjan Jacak

11 6 7 Wykorzystanie niezmienników Cherna do charakteryzowania efektów topologicznych w fazie skondensowanej Sprzężenie spinowo ładunkowe w dielektrykach z silnie skorelowanymi elektronami - efekty frustracji spinów ('The spin -charge coupling in strongly correlated electron insulators - the spin frustration effects) Aktualne odkrycia z zakresu topologicznych izolatorów w kontynuacji topologicznej interpretacji kwantowego efektu Halla zwracają uwagę na rolę niezmienników typu Cherna do charakteryzowania różnych topologicznie faz. Praca dyplomowa przewiduje zapoznanie się z zaawansowanym opisem topologicznych izolatorów z punktu widzenia wykorzystania topologicznych niezmienników. Przegląd numerycznego podejścia do ułamkowego izolatora Cherna i jego identyfikacji. W ramach modelu Hubbarda nalezy: 1) oszacować wartość momentu dipolowego wywołanego redystrybucja ładunku w plakietce z niezerową chiralnością spinów, dla różnych rodzajów sieci. 2)Określić zakres częstości gdzie występuje negatywny współczynnik załamania, przez oszacowanie przenikalności dielektrycznej i magnetycznej dr inż. Janusz Jacak dr inż. Paweł Rusek

12 Fizyka Techniczna - Fotonika - II stopień mgr Lp Temat pracy dyplomowej Opis Opiekun Temat jest proponowany dla studenta (imię i nazwisko): Opinia Komisji / NIE 1 Modelowanie dynamiki nośników w oparciu o model przeskakujących ekscytonów w silnie niedopasowanych stopach półprzewodnikowych Celem niniejszej pracy jest napisanie programu symulującego dynamikę nośników w oparciu o model przeskakujących ekscytonów [Phys. Rev. B 73, (2006), Appl. Phys. Lett. 100, (2012)] oraz określenie, na podstawie wygenerowanych wyników, charakterystyczne cechy widm fotoluminescencji w materiałach półprzewodnikowych z silnymi efektami lokalizacji nośników w ogonach gęstości stanów. Dane uzyskane w wyniku symulacji zostaną porównane z danymi eksperymentalnymi (prezentowanymi w literaturze lub uzyskanymi w laboratorium Optycznej Spektroskopii Nanostruktur). W ramach proponowanego tematu magistrant będzie miał za zadanie porównać różne warianty tego modelu, uwzględniające różne mechanizmy procesów rekombinacji, oraz różne rozkłady ogonów gęstości stanów. Dodatkowym zadaniem będzie porównanie różnych metod rozwiązywania zagadnienia dynamiki ekscytonów w oparciu o ten model - metody montecarlo lub układy równań różniczkowych. dr inż. Michał Baranowski 2 Rozwój koncepcji architektonicznych niesplątaniowych, fazowych ukladow QKD Zestaw QKD Clavis II jest kompletnym urządzeniem do kwantowej kryptografii na niesplątanych fotonach. Praca obejmowałaby zapoznanie się z warstwą fotoniczną systemu i prace w kierunku wykonania własnego prototypu prof. dr hab. Lucjan Jacak

13 3 Rozwój koncepcji architektonicznych splątaniowych, polaryzacyjnych układów QKD Zestaw Quelle EPR405 jest kompletnym urządzeniem do kwantowej kryptografii na splątanych fotonach. Praca obejmowałaby zapoznanie się z warstwą fotoniczną urządzenia i prace w kierunku wykonania własnego prototypu prof. dr hab. Lucjan Jacak

14 Fizyka Techniczna - Fotonika - inż. Lp Temat pracy dyplomowej Opis Opiekun 1 Zastosowanie spektroskopii impedancyjnej do badania właściwości elektrycznych cienkowarstwowych struktur typu metal-izolator-metal Dla wybranych próbek cienkowarstwowych należy: na podstawie pomiarów za pomocą szerokopasmowego spektrometru odpowiedzi dielektrycznej przeprowadzić analizę otrzymanych wyników w dziedzinie częstotliwości,oraz ocenę właściwości dielektrycznych struktur, a następnie zastosować diagnostykę impedancyjną rezultatów wykorzystując program ZView. Dr inż. T.Wiktorczyk Temat jest proponowany dla studenta (imię i nazwisko): Opinia Komisji / NIE

15 Fizyka Techniczna - Nanoinżynieria - II stopień mgr Lp Temat pracy dyplomowej Opis Opiekun 1 2 Studia 'ab initio' struktur elektronowych związków półprzewodnikowych GaAs oraz GaSb rozcieńczanych bizmutem Badania struktury energetycznej oraz mechanizmów transferu energii w strukturach z kropkami kwantowymi emitującymi w obszarze bliskiej podczerwieni Związki półprzewodnikowe rozcieńczane bizmutem są w ostanich latach przedmiotem dużego zainteresowania ze względu na właściwości strukturalne i elektronowe pożądane z punktu widzenia zastosowań w optoelektronice (np. lasery dla potrzeb telekomunikacji światłowodowej). Metody obliczeniowe 'ab initio' stanowią cenne narzędzie badawcze umożliwiające przewidywanie właściwości fizycznych. Projekt przewiduje badania struktur elektronowych w funkcji składu, konfiguracji jonów Bi, oraz naprężeń. Praca polegać będzie na badaniach kompleksów ekscytonowych w pojedynczych nanostrukturach emitujących w obszarze bliskiej podczerwieni ( nm). Określone zostaną również właściwości polaryzacyjne zarówno zbiorów, jak i pojedynczych kropek kwantowych oraz mechanizmy transferu energii, dzięki wykorzystaniu spektroskopii wzbudzeniowej. Temat jest proponowany dla studenta (imię i nazwisko): Opinia Komisji / NIE dr inż. Paweł Scharoch Maciej Polak dr inż. Paweł Podemski

16 3 Monitorowanie fotoindukowanych zmian strukturalnych w kryształach wybranych związków. Monitoring photo-induced structural changes in crystals of the selected compounds. W ramach pracy zostanie przeprowadzone monitorowanie zmian w strukturze kryształu, zachodzących w wyniku reakcji fotocykloaddycji/fotocyklizacji. Badania będą wykonane w kilku temperaturach. Dla poszczególnych etapów fototransformacji kryształu zostaną przeprowadzone pomiary dyfraktometryczne, proces wyznaczania struktur krystalicznych oraz porównanie wyznaczonych struktur. Planowane są również obliczenia energii oddziaływania cząsteczek w krysztale za pomocą potencjałów atom-atom. Ponadto zostanie dokonana analiza struktur analogicznych związków, zawartych w bazie danych krystalograficznych CSD. Wyniki badań wejdą w skład planowanej publikacji w czasopiśmie z listy filadelfijskiej. Prof. dr hab. Ilona Turowska- Tyrk Tomasz Galica

17 4 Modelowanie dynamiki nośników w oparciu o model przeskakujących ekscytonów w silnie niedopasowanych stopach półprzewodnikowych Celem niniejszej pracy jest napisanie programu symulującego dynamikę nośników w oparciu o model przeskakujących ekscytonów [Phys. Rev. B 73, (2006), Appl. Phys. Lett. 100, (2012)] oraz określenie, na podstawie wygenerowanych wyników, charakterystyczne cechy widm fotoluminescencji w materiałach półprzewodnikowych z silnymi efektami lokalizacji nośników w ogonach gęstości stanów. Dane uzyskane w wyniku symulacji zostaną porównane z danymi eksperymentalnymi (prezentowanymi w literaturze lub uzyskanymi w laboratorium Optycznej Spektroskopii Nanostruktur). W ramach proponowanego tematu magistrant będzie miał za zadanie porównać różne warianty tego modelu, uwzględniające różne mechanizmy procesów rekombinacji, oraz różne rozkłady ogonów gęstości stanów. Dodatkowym zadaniem będzie porównanie różnych metod rozwiązywania zagadnienia dynamiki ekscytonów w oparciu o ten model - metody montecarlo lub układy równań różniczkowych. dr inż. Michał Baranowski 5 Straty radiacyjne dla dużych nanocząstek metalicznych poprzez dokładne uwzględnienie tarcia Lorentza Dla średnich rozmiarów nanocząstek metalicznych straty radiacyjne rosną wraz z trzecią potęgą promienia nanocząstki i dla dużych promieni nie jest już uzasadnione stosowanie perturbacyjnego sposobu obliczania tłumienia promienistego. Praca dyplomowa polega na dokładnym numerycznym rozwiązaniu równania dynamicznego plazmonu powierzchniowego uwzględniając nieperturbacyjnie tarcie Lorentza. dr inż. Witold Jacak

18 6 Analiza bezstratnej radiacyjnie propagacji plazmonupolarytonu wzdłuż łańcucha nanocząstek metalicznych Temat odnosi się do podanej ostatnio teorii propagacji plazmono-polarytonu w wersji analitycznej. Pokazane zostało, że straty radiacyjne spowodowane tarciem Lorentza są idealnie kompensowane przez wpływ pozostałych cząstek w nieskończonym łańcuchu ale pod warunkiem uwzględnienia dipolowego oddziaływania w pełni retardowanej formie. Praca dyplomowa obejmuje zapoznanie się z tym nowym podejściem i rozwinięcie w kierunku zbadania zależności efektu od długości łańcucha i jego otoczenia. dr inż. Witold Jacak 7 Obliczenie analityczne i numeryczne (Comsol) plazmonowego wzmocnienia efektu fotowoltaicznego -- analiza rozmiarowa i sposoby depozycji nanocząstek na aktywnej optycznie powierzchni półprzewodnika Plazmony powierzchniowe w nanocząstkach metalicznych odgrywać mogą rolę konwertera energii fotonów w zjawisku fotoelektrycznym w ogniwach słonecznych. Praca obejmowałaby zapoznanie się z oryginalnie rozwiniętą teorią tego efektu i numerycznym opracowaniu zależności sprawności konwersji od rozmiarów nanocząstek dr inż. Witold Jacak 8 Realizacje FQHE i stanów izolatora topologicznego w przypadku modelowych układów typu Haldane'a modelowanych również w sieciach optycznych Obecne badania z obszaru topologicznych izolatorów Cherna będących rozwinięciami modelu Haldane'a wskazują na sztuczny charakter standardowych modeli złożonych fermionów (CF) i otwierają pole do zastosowania metod warkoczowej implementacji CF. Praca obejmowałaby analizę teoretycznych rozwinięć modelu Haldene'a, zastosowania w nich grup warkoczowych oraz analiz eksperymentalnych układów na sieciach optycznych prof. dr hab. Lucjan Jacak

19 9 Rozwinięcie metody Kivelsona dla identyfikacji ułamkowego kwantowego efektu Halla przy pomocy badania ekstremum całki po dużych cyklicznych trajektoriach Zaproponowana przez Kivelsona metoda wykrycia ułamkowego kwantowego efektu Halla polega na wykonaniu w formalizmie całek Feynmana sumowania po trajektoriach cyklicznych w przybliżeniu kwaziklasycznym względem klasycznego stanu kryształu Wignera. Praca dyplomowa polega na powtórzeniu tego skomplikowanego numerycznego zagadnienia i zweryfikowaniu możliwości innej konstrukcji cyklicznych trajektorii. dr inż. Janusz Jacak 10 Zastosowanie czystych grup warkoczowych do kodowana i przetwarzania informacji klasycznej Zasada holograficzna rzuciła nowe światło na pojęcie informacji, podkreślając dwuwymiarowy charakter skalowania pojemności informacyjnej obiektów fizycznych. Formalizm czystych grup warkoczowych wydaje się być odpowiednim narzędziem uwzględniającym ten geometryczny aspekt informacji. Praca obejmowałaby rozwinięcie nowych koncepcji z zakresu kodowania i przetwarzania informacji w modelu geometrycznym, w tym efektywnych mechanizmów rozpoznawania informacji (przez elementy odwrotne w strukturze grupy), kodowania informacji na sposobie połączeń (charakter topologiczny) oraz zastosowania złożonych alfabetów. dr inż. Janusz Jacak

20 Fizyka Techniczna - Nanoinżynieria - inż. Lp Temat pracy dyplomowej Opis Opiekun 1 Badanie właściwości ferroelektryków umieszczonych w różnych matrycach porowatych Wytwarzanie szkieł porowatych. Wprowadzanie ferroelektryków różnymi metodami. Badania właściwości otrzymanych kompozytów metodami elektrycznymi i termicznymi. dr hab.inż. Ewa Rysiakiewicz- Pasek Temat jest proponowany dla studenta (imię i nazwisko): Opinia Komisji / NIE 2 Transformacje strukturalne w kryształach dibenzylidenocykloalkanonów. Structural transformations in crystals of dibenzylidenecycloalkanones. W ramach pracy zostanie przeprowadzona rentgenowska analiza strukturalna kryształów wybranych pochodnych dibenzylidenocykloheksanonu i/lub dibenzylidenocyklopentanonu: zostaną przeprowadzone pomiary dyfraktometryczne oraz proces wyznaczania struktur krystalicznych i molekularnych. Pomiary zostaną wykonane w kilku temperaturach. Analiza wyznaczonych struktur dostarczy informacji na temat fotoreaktywości cząsteczek w badanych materiałach krystalicznych. Praca zawierać będzie również analizę struktur analogicznych związków, zawartych w bazie danych krystalograficznych CSD. Wyniki badań wejdą w skład planowanej publikacji w czasopiśmie z listy filadelfijskiej. Prof. dr hab. Ilona Turowska- Tyrk Klaudyna Piechocka

21 3 Zastosowanie spektroskopii impedancyjnej do badania właściwości elektrycznych cienkowarstwowych struktur typu metal-izolator-metal Dla wybranych próbek cienkowarstwowych należy: na podstawie pomiarów za pomocą szerokopasmowego spektrometru odpowiedzi dielektrycznej przeprowadzić analizę otrzymanych wyników w dziedzinie częstotliwości oraz ocenę właściwości dielektrycznych struktur, a następnie zastosować diagnostykę impedancyjną rezultatów wykorzystując program ZView. Dr inż. T.Wiktorczyk 4 Analiza koncepcji i architektury kwantowej dystrybucji klucza opartej na ciągłych zmiennych (CVQKD) CVQKD (kwantowa dystrybucja klucza oparta na ciągłych zmiennych) jest alternatywną propozycją do DVQKD (kwantowa dystrybucja klucza oparta na dyskretnych zmiennych). Jej podstawowym protokołem jest GG02 (Grosshans, Grangier, 2002). Praca obejmowałaby analizę założeń, protokołów oraz implementacji CVQKD, szczególnie pod kątem weryfikacji kwantowego charakteru CVQKD. dr inż. Witold Jacak 5 Perspektywy koncepcji kryptografii post-kwantowej w świetle zaawansowania metod i technologii informatyki kwantowej Kryptografia post-kwantowa (PQ crypto) jest rozważana jako odpowiedź na obecnie znane zagrożenia kryptografii klasycznej ze strony komputerów kwantowych. Jej bezpieczeństwo oparte jest na odporności na znane algorytmy informatyki kwantowej - jednakże nie jest to bezpieczeństwo bezwarunkowe. Praca obejmowałaby analizę metod kryptografii post-kwantowej, obecnych algorytmów informatyki kwantowej oraz ew. luk w bezpieczeństwie metod PQ crypto w przypadku rozwoju informatyki kwantowej. dr inż. Janusz Jacak

22 6 Właściwości optyczne cienkich warstw tlenkowo-krzemowych domieszkowanych terbem Celem pracy jest eksperymentalne zbadanie właściwości optycznych cienkich warstw tlenkowokrzemowych osadzonych na podłożach krzemowych. Warstwy domieszkowane są jonami terbu i różnią się między sobą składem chemicznym oraz metodą pasywacji stanów defektowych. W toku pracy określony zostanie wpływ ww. parametrów na właściwości emisyjne struktur w zakresie widzialnym. Badania przeprowadzone zostaną metodami spektroskopii optycznej. dr inż. Grzegorz Zatryb

23 Optyka - inżynieria optyczna - I stopień - inż. Lp Temat pracy dyplomowej Opis Opiekun 1 Studenckie stanowisko: Przestrzenne Analizatora Fazowego Praca polegajaca na zestawieniu i opisaniu studenckiego stanowiska Przestrzennego Analizatora Fazowego prof. Jan Masajada Temat jest proponowany dla studenta (imię i nazwisko): Opinia Komisji / NIE

24 Optyka - optyka okularowa - I stopień - inż. Lp Temat pracy dyplomowej Opis Opiekun 1 Propagacja wiru optycznego w układzie ogniskującym z aksikonem Temat jest proponowany dla studenta (imię i nazwisko): Opinia Komisji / NIE praca eksperymentalna prof. Jan Masajada Mateusz Szatkowski

25 Informatyka (computer security) - II stopień - mgr Lp Temat pracy dyplomowej Opis Opiekun 1 Zastosowania modelowania stochastycznego w dyfuzji innowacji W ramach pracy student zapozna się z modelami wykorzystywanymi do opisu dyfuzji innowacji (model perkolacji, model Isinga, modele z progiem) oraz prostymi technikami analizy takich modeli (analityczna metoda średniego pola oraz metoda symulacji Monte Carlo). Głównym celem będzie symulacja Monte Carlo kilku wybranych modeli i porównanie otrzymywanych w ramach każdego z modelu wyników z punktu widzenia przydatności w modelowaniu dyfuzji innowacji. dr hab. Katarzyna Weron Temat jest proponowany dla studenta (imię i nazwisko): Opinia Komisji / NIE 2 Symulacje Monte Carlo modelu q-votera na sieciach złożonych Student zapozna się z podstawowymi pojęciami z zakresu teorii nierównowagowych przejść fazowych modeli ze stanami absorpcyjnymi (w tym prawdopodobieństwo i czas wyjścia, nierównowagowe przejścia fazowe), a także z metodą Monte Carlo analizy takich modeli. Dodatkowo nabędzie wiedzę dotyczącą podstawowych modeli opisujących rzeczywiste sieci złożone: modelu Wattsa-Strogatza (tzw. sieć małego świata) oraz Barabasiego-Alberta (tzw. sieć bezskalowa). Głównym celem pracy będzie zbadanie roli struktury sieci na procesy relaksacyjne i przejścia fazowe w tzw. modelu q-votera. dr hab. Katarzyna Weron

26 Informatyka (algorytmika)- II stopień - mgr Lp Temat pracy dyplomowej Opis Opiekun 1 Zastosowania modelowania stochastycznego w dyfuzji innowacji W ramach pracy student zapozna się z modelami wykorzystywanymi do opisu dyfuzji innowacji (model perkolacji, model Isinga, modele z progiem) oraz prostymi technikami analizy takich modeli (analityczna metoda średniego pola oraz metoda symulacji Monte Carlo). Głównym celem będzie symulacja Monte Carlo kilku wybranych modeli i porównanie otrzymywanych w ramach każdego z modelu wyników z punktu widzenia przydatności w modelowaniu dyfuzji innowacji. dr hab. Katarzyna Weron Temat jest proponowany dla studenta (imię i nazwisko): Opinia Komisji / NIE 2 Symulacje Monte Carlo modelu q-votera na sieciach złożonych. Student zapozna się z podstawowymi pojęciami z zakresu teorii nierównowagowych przejść fazowych modeli ze stanami absorpcyjnymi (w tym prawdopodobieństwo i czas wyjścia, nierównowagowe przejścia fazowe), a także z metodą Monte Carlo analizy takich modeli. Dodatkowo nabędzie wiedzę dotyczącą podstawowych modeli opisujących rzeczywiste sieci złożone: modelu Wattsa-Strogatza (tzw. sieć małego świata) oraz Barabasiego-Alberta (tzw. sieć bezskalowa). Głównym celem pracy będzie zbadanie roli struktury sieci na procesy relaksacyjne i przejścia fazowe w tzw. modelu q-votera dr hab. Katarzyna Weron

27 Informatyka - inż. Lp Temat pracy dyplomowej Opis Opiekun 1 2 Zastosowania modelowania stochastycznego w dyfuzji innowacji Symulacje Monte Carlo modelu q-votera na sieciach złożonych W ramach pracy student zapozna się z modelami wykorzystywanymi do opisu dyfuzji innowacji (model perkolacji, model Isinga, modele z progiem). Głównym celem będzie symulacja Monte Carlo kilku wybranych modeli i porównanie otrzymywanych w ramach każdego z modelu wyników z punktu widzenia przydatności w modelowaniu dyfuzji innowacji. Student zapozna się z podstawowymi pojęciami z zakresu teorii nierównowagowych przejść fazowych modeli ze stanami absorpcyjnymi (w tym prawdopodobieństwo i czas wyjścia, nierównowagowe przejścia fazowe), a także z metodą Monte Carlo analizy takich modeli. Dodatkowo nabędzie wiedzę dotyczącą podstawowych modeli opisujących rzeczywiste sieci złożone: modelu Wattsa-Strogatza (tzw. sieć małego świata) oraz Barabasiego-Alberta (tzw. sieć bezskalowa). Głównym celem pracy będzie zbadanie roli struktury sieci na procesy relaksacyjne i przejścia fazowe w tzw. modelu q-votera. dr hab. Katarzyna Weron dr hab. Katarzyna Weron Temat jest proponowany dla studenta (imię i nazwisko): Opinia Komisji / NIE 3 Internetowa baza danych peptydów amyloidogennych. Udostępnienie serwisu internetowego peptydów amyloidogennych z możliwościami zaawansowanego wyszukiwania i przeprowadzania prostych analiz danych z wykorzystaniem dostępu do zewnętrznych serwisów internetowych. dr hab. inż. Małgorzata Kotulska Paweł Woźniak

28 4 Kwadraty lacińskie o zadanych w lasnościach 5 Tabelki działań algebraicznych Chodzi o napisanie i przetestowanie efektywnego programu do wyznaczania takich kwadratów. Napisanie programu do wyznaczania takich kwadratów nie jest trudne. Problemem jest optymalizacja szybkości obliczeń. Trudności zaczynają się już przy kwadratach 7 7, gdzie (bez matematycznych sztuczek) czas obliczeń przekracza dobę. Temat rzeka może być realizowany przez dwie osoby badające różne wlasności i w związku z tym napotykające różne trudności. Przydatna znajomość C++ lub MATHEMATICA. Chodzi o napisanie i przetestowanie efektywnego programu do wyznaczania takich tabelek. Temat z pozoru podobny do poprzedniego ale inne problemy, więcej algebry niż programowania. Temat dla jednej osoby. Przydatna znajomość pakietu FINDER, GAP lub PROVER7. prof. Wiesław Dudek prof. Wiesław Dudek

29 Inżynieria Biomedyczna - Elektronika medyczna - II stopień - mgr Lp Temat pracy dyplomowej Opis Opiekun 1 2 Elektryczny model serca Badania kliniczne aparatu CES- 3 do stymulacji mózgowej Celem pracy jest opracowanie elektrycznego modelu serca. Proponowane jest przeniesienie anatomicznego opisu serca na opis elektryczny za pomocą podstawowych elementów elektronicznych i weryfikacja modelu poprzez porównanie z rozkładem potencjałów iów EKG C elem pracy jest udział w badaniach klinicznych, opracowanie wyników badań i opracowanie wniosków wspólnie z zespołem neurologów prowadzących badania. Praca powinna zawierać przegląd metod prowadzenia badania klinicznego dr inż. Jerzy Kolanko dr inż. Jerzy Kolanko Temat jest proponowany dla studenta (imię i nazwisko): Opinia Komisji / NIE 3 Badanie wpływu karnozyny na komórki nowotworowe poddane elektroporacji Celem projektu będzie zbadanie wpływu karnozyny na komórki nowotworowe. Karnozyna wprowadzana będzie do wnętrza komórek za pomocą elektroporacji impulsowej. Efekty będą oceniane stopniem zmian przeżywalności komórkowej w warunkach in vitro z zastosowaniem wybranych linii komórkowych. Praca we współpracy z Uniwersytetem Medycznym. dr hab. inż. Małgorzata Kotulska (PWr), Dr inż.julita Kulbacka (UM)

30 4 Określenie poziomu wapnia w komórkach układu nerwowego poddanych elektroporacji - badanie in vitro Celem projektu będzie zbadanie zależności poziomu napływu wapnia do wnętrza komórek nerwowych poddanych elektroporacji oraz jego wpływ na funkcjonowanie komórki. Badania prowadzone będą na linii modelowej z guza chromochłonnego (PC12 ) i pomogą w ustaleniu zależności pomiędzy podwyższonym poziomem przepływu wapnia przez pory transmembranowe a śmiertelnością komórki. Praca we współpracy z Uniwersytetem Medycznym. dr hab. inż. Małgorzata Kotulska (PWr), Dr inż.julita Kulbacka (UM) 5 Modelowanie porów białek amyloidowych jako potencjalnego źródła chorób neurodegeneratywnych Peptydy amyloidowe tworzą oligomery, które są obecnie uważane za przyczynę chrób neurodegeneracyjnych. Oligomery te mogą wbudowywać się w błonę komórkową otwierając drogę przepływu jonów, jednak struktura takich kanałów jest nieznana.celem projektu będzie uzyskanie za pomocą istniejących narzędzi typu Rosetta lub Modeller potencjalnych struktur kanałów zbudowanych z agregatów wybranych peptydów amyloidowych. dr hab. inż. Małgorzata Kotulska

31 6 Przewidywanie miejsc kontaktowych w białkach w oparciu o konsensus metod Znajomość miejsc kontaktowych w białkach może być wykorzystywana na różnych etapach procesu modelowania białek. Przykładowo może służyć zawężaniu przestrzeni przeszukiwania (Tress and Valencia, 2010) i odrzucaniu mało dokładnych modeli strukturalnych na początkowych etapach modelowania ab initio (Bonneau et al., 2002). Miejsca kontaktowe pozwalają też oszacowywać jakość gotowych ostatecznych struktur (Tress and Valencia, 2010), (Latek and Kolinski, 2008). Pomimo tego, że większość narzędzi do przewidywania miejsc kontaktowych charakteryzuje się bardzo małą skutecznością (Monastyrskyy et al., 2011), to w pracy (Marks et al. 2011), pokazano, że możliwe jest dokładne przewidywanie miejsc kontaktowych w oparciu o skorelowane ewolucyjne zmiany w sekwencji. Celem pracy jest zaprojektowanie i analiza skuteczności narzędzia do przewidywania miejsc kontkatowych, działającego w oparciu o konsensus wyników generowanych przez zestaw dostępnych narzędzi do przewidywania miejsc kontaktowych. dr inż. Bogumił Konopka 7 8 Rekonstrukcja obrazu w tomografii impedancyjnej Zastosowanie tomografii impedancyjnej w badaniach medycznych Celem pracy jest opracowanie oprogramowania do rekonstrukcji obrazu w tomografii impedancyjnej stosowanej w badaniach medycznych. Na podstawie rozeznania literaturowego wybrany zostanie optymalny algorytm do opracowania oprogramowania. Praca obejmuje symulacje pomiarów tomograficznych w pakiecie Matlab i rekonstrukcję obrazu tomograficznego na podstawie zadanego algorytmu. dr inż.zdzisław Szczepanik dr inż. Zdzisław Szczepanik

32 Modelowanie rozkładu potencjału EKG na powierzchni ciała. Modelowanie właściwości dynamicznych układu krwionośnego człowieka Modelowanie właściwości dynamicznych układu oddechowego człowieka Pomiar stopnia zapylenia w pomieszczeniach zamknętych Celem pracy jest opracowanie modelu rozkładu potencjału EKG na powierzchni ciała. Opracowany model będzie stanowił podstawę generacji wielowymiarowego sygnału EKG na potrzeby diagnostyki wielokanałowych rejestratorów tego sygnału. Celem pracy jest opracowanie modelu uwzględniającego dynamikę przepływu krwi w układzie krwionośnym człowieka. Zaimplementowanie opracowanego modelu w środowisku Matlab-Simulink przebadanie jakości modelu dla wybranych jednostek chorobowych. Wyniki pracy zostaną wdrożone w Laboratorium Automatyki i Robotyki. Celem pracy jest opracowanie modelu uwzględniającego dynamikę układu oddechowego człowieka. Zaimplementowanie opracowanego modelu w środowisku Matlab-Simulink przebadanie jakości modelu dla wybranych jednostek chorobowych. Wyniki pracy zostaną wdrożone w Laboratorium Automatyki i Robotyki. Celem pracy jest opracowanie miernika umożliwiającego pomiar stopnia zapylenia rozumianego jako liczba cząstek znajdujących się w znanej objętości powietrza. Uzyskane wyniki przesyłane będą do komputera za pomocą interfejsu przewodowego lub bezprzewodowego. Dr inż. Stefan Giżewski Dr inż. Stefan Giżewski Dr inż. Stefan Giżewski Dr inż. Stefan Giżewski

33 Inżynieria Biomedyczna - Elektronika medyczna - inż. Lp Temat pracy dyplomowej Opis Opiekun Pomiary mocy sygnałów biomedycznych Opracowanie sposobu i układu testowania parametrów aparatów CES-3 do stymulacji mózgowej Interaktywne narzędzie do symulacji przewodnictwa kanałów jonowych w oparciu o model Poissona-Nernsta- Plancka Modelowanie białek amyloidowych jako potencjalnego źródła chorób neurodegeneratywnych Określenie wpływu elektroporacji na komórki guza chromochłonnego poddanego elektroporacji - badanie in vitro Praca powinna zawierać przegląd rodzajów sygnałów biomedycznych. Celem pracy jest opis metod ich pomiaru ze szczególnym uwzględnieniem pomiaru mocy sygnału i zależności czasowych i amplitudowych między nimi oraz przegląd aparatury elektromedycznej związany z tematem Celem pracy jest opracowanie sposobu i układu elektronicznego do kontroli okresowej parametrów aparatów CES-3. Opracowanie interaktywnego oprogramowania do uruchamiania ciagłego modelu PNP na dowolnych strukturach kanałów jonowych podanych w formacie pdb. Oprogramowanie będzie umożliwiało graficzne uszczegółowienie parametrów geometrycznych symulacji. Peptydy amyloidowe tworzą oligomery, które są obecnie uważane za przyczynę chrób neurodegeneracyjnych. Celem projektu będzie walidacja ich struktur transmembranowych za pomocą istniejących narzędzi bioinformatycznych wykorzystujących homologię. Celem projektu będzie doświadczalne zbadanie przeżywalności komórek guza chromochłonnego poddanych elektroporacji oraz jej wpływ na funkcjonowanie komórki. Badania prowadzone będą na linii komórkowejj PC12. Współpraca z Uniwersytetem Medycznym. dr inż.jerzy Kolanko dr inż.jerzy Kolanko dr hab. inż. Małgorzata Kotulska dr hab. inż. Małgorzata Kotulska dr hab. inż. Małgorzata Kotulska (PWr), Dr inż.julita Kulbacka (UM) Temat jest proponowany dla studenta (imię i nazwisko): Wojciech Cichowski Opinia Komisji / NIE

34 6 Celem projektu będzie doświadczalne opracowanie protokołów elektroporacji nanosekundowej (nspef) do badań na hodowlach komórkowych. W ramach Oddziaływanie elektroporacji projektu oceniony zostanie wpływ różnych nanosekundowej na parametrów nspef na zdolność proliferacyjną biologiczne błony komórkowe - komórek zdrowych i nowotworowych. Metoda ta badania in vitro znajduje zastosowanie jako alternatywna metoda w terapii nowotworów. Współpraca z Uniwersytetem Medycznym. dr hab. inż. Małgorzata Kotulska (PWr), Dr inż.julita Kulbacka (UM) 7 Wpływ parametrów elektroporacji impulsowej na błony komórek nowotworowych - badania in vitro Celem projektu będzie zbadanie wpływu prametrów elektroporacji impulsowej w hodowlach komórkowych. Zmianie podlegać będzie: ilość impulsów (1-99) oraz wartość napięcia pola elektromagnetycznego (do 3000 V). Efekty zmian parametrów EP będą oceniane stopniem zmian przeżywalności komórkowej w warunkach in vitro z zastosowaniem wybranych linii komórkowych. Praca we współpracy z Uniwersytetem Medycznym. dr hab. inż. Małgorzata Kotulska (PWr), Dr inż.julita Kulbacka (UM)

35 8 Analiza doboru celów białkowych w eksperymencie CASP CASP to wydarzenie organizowane przez naukowców z Univeristy of Califorania. Jego celem jest ocena postępów w dziedzinie przewidywania struktur białkowych. Przez okres 3 miesięcy w serwisie internetowym eksperymentu publikowane są sekwencje aminokwasowe białek, których struktury trójwymiarowe zostały już rozwiązane eksperymentalnie, a nie zostały jeszcze opublikowane. W tym okresie grupy badawcze, zajmujące się różnymi zagadnieniami związanymi komputerowym modelowaniem struktur białkowych, przesyłają swoje propozycje struktur. Organizatorzy porównują przesłane wyniki obliczeniowe z danymi eksperymentalnymi. Na tej podstawie mogą dokonać analizy postępów w dziedzinie, zidentyfikować najistotniejsze problemy oraz wskazać najważniejsze kierunki dalszych badań. Celem pracy jest analiza doboru białek, publikowanych w konkursie, pod kątem ich różnorodności i reprezentatywności w odniesieniu do całej znanej przestrzeni struktur białkowych. W toku pracy wykorzystany zostanie szereg narzędzi bioinformatycznych oraz bioinformatycznych baz danych. dr inż. Bogumił Konopka

36 9 Mikroprocesorowy system sterowania i pomiaru odległości z użyciem ultradźwiękowego czujnika z wykorzystaniem sieci GSM W związku z rozwojem tzw. telemedycyny rośnie zapotrzebowanie na mobilne urządzenia pozwalające monitorować pacjentów na odległość. System z wykorzystaniem czujnika ultradźwiękowego pozwoli na ostrzeganie o różnych zdarzeniach związanych z pomiarem odległości, które mogą być przyczyną powstania różnego rodzaju zagrożenia dla pacjenta. Student w ramach pracy wykona i uruchomi płytkę z mikroprocesorem oraz podłączy i sprawdzi działanie czujnika ultradźwiękowego. Wykona też podstawowe pomiary parametrów wykorzystanego czujnika. Uruchomi moduł GSM na mikrokomputerze do komunikacji z dowolnym telefonem komórkowych w celu wysyłania informacji w formacie tekstowym SMS dr inż. Andrzej Grobelny Arkadiusz Niemiec System sterowanie i kontroli układów automatyki domowej pod kątem zdalnej opieki nad osobami starszymi System pomiaru i przetwarzania sygnałów EKG Celem projektu jest zaprojektowanie systemu komunikacji do wymiany wiadomości między węzłami sieci, tworzonej przez elementy inteligentnego budynku. Zarządzanie budynkiem powinno być możliwe zdalnie za pomocą telefonu lub dostępu do internetu. Student w ramach pracy zaprojektuje i zbuduje system do pomiaru sygnałów EKG. Głównymi zadaniami będą: wybór elektrod, projekt i budowa układu pomiarowego, dobór odpowiednich filtrów sygnału. Graficzna prezentacja wyników będzie się odbywała przy pomocy oscyloskopu, jednak możliwe jest uzupełnieni systemu o wyświetlacz graficzny pozwalający na autonomiczne działanie dr inż. Andrzej Grobelny Sedlaczek Marek dr inż. Andrzej Grobelny Pływaczyk Roksana

37 Bezprzewodowy czujnik utraty przytomności i upadku z wykorzystaniem sieci GSM Optymalizacja algorytmu detekcji upadku na podstawie danych z czujników Opracowanie przetwornika pomiarowego do tomografii impedancyjnej Zastosowanie tomografii impedancyjnej w badaniach medycznych W związku z rozwojem technik mikroprocesorowych oraz rosnącym zapotrzebowaniem na urządzenia do e-monitoringu, praca będzie polegała na budowie układu mikroprocesorowego wraz z czujnikami przyspieszenia i położenia, które docelowo będą przyczepione do ciała osoby monitorowanej (osoby niepełnosprawne i w podeszłym wieku). Student w ramach pracy wykona i uruchomi płytkę z mikroprocesorem oraz podłączy i sprawdzi działanie czujników przyspieszenia i położenia. Wykona podstawowe pomiary parametrów wykorzystanych czujników oraz stworzy aplikację wysyłającą wiadomości tekstowe SMS na wskazany nr telefonu komórkowego Praca będzie polegała na opracowaniu algorytmu detekcji upadku poprzez analizę sygnałów z czujników przyspieszenia i położenia. Student opracuje algorytm, który będzie w stanie rozróżnić upadek od kontrolowanego położenia się osoby monitorowanej. Algorytm zostanie zaimplementowany do mikroprocesora obsługującego czujniki przyspieszenia i położenia Praca obejmuje projekt i praktyczną realizację przetwornika elektronicznego przenaczonego do pomiarów impedancji dla potrzeb tomografii. Praca obejmuje opracowanie czujnika, fantomów medycznych dla potrzeb tomografii impedancyjnej oraz prace pomiarowe. dr inż. Andrzej Grobelny dr inż. Andrzej Grobelny dr inż. Zdzisław Szczepanik dr inż.zdzisław Szczepanik

38 16 Opracowanie projektu wzmacniacza małych sygnałów medycznych Praca obejmuje zaprojektowanie układu wzmacniacza sygnałów o wartościach rzędu 1-10 mikrowoltów. Następnie należy przeprowadzić analizę podstawowych własności zaprojektowanego układu, m.in. jego właściwości szumowych oraz zdolności tłumienia składowej sumacyjnej. dr inż. Grzegorz Smołalski 17 Blok zasilania do elektromedycznych urządzeń pomiarowych-analiza wymagań i opracowanie przykładowego rozwiązania Praca obejmuje wykonanie wszechstronnego przeglądu zagadnień związanych z zasilaniem elektromedycznych urządzeń pomiarowych. Następnie należy wybrać przykładowy zestaw wymagań i zaprojektować blok zasilania, który je spełnia. Wybrany fragment układu należy wykonać i przebadać praktycznie. dr inż. Grzegorz Smołalski

39 18 19 Projekt stanowiska badawczego do pomiaru modulacji fali świetlnej za pomocą ultradzwięków w różnych ośrodkach Przetworniki analogowocyfrowe w zastosowaniach biomedycznych -stanowisko laboratoryjne Istotnym ograniczeniem systemów optycznego charakteryzowania (obrazowania) tkanki jest silna absorpcja i rozpraszanie swiatła w tym osrodku. Głębokość penetracji tkanki miękkiej dla systemów optycznych ograniczona jest najczęściej do powierzchniowych warstw o grubości nie większej niż kilkaset mikrometrów. Hybrydowa metoda pozwalająca na uzyskanie większej głębokości penetracji z wiekszą rozdzielczością niż w optycznych metodach obrazowania jest metoda akusto-optyczna. Istotą tej metody jest ultradzwiękowa modulacja lokalnych wartosci współczynników załamania swiatła (wydłużenie drogi propagacji fotonów) oraz pozycji optycznych rozpraszaczy w strukturze tkanki (o kilka nanometrów), co powoduje modulację fazy fotonów przechodzących przez tę strukturę. Jeśli fala ultradzwiękowa zogniskowana jest w obszarze tkanki absorbujacym światło, głebokość modulacji fotonów po przejsciu przez taki obszar zmniejsza sie ze wzgledu na ich absorpcję, co jest możliwe do zmierzenia. Praca dyplomowa obejmuje zaprojektowanie stanowiska badawczego umożliwiajacego pomiary fali swietlnej modulowanej falą ultradzwiekową w różnych ośrodkach, a w szczególności w ośrodkach biologicznych i w ich fantomach. Stanowisko badawcze składać się może np. z odpowiedniego lasera, fotodetektora lub matrycy CCD, przetwornika ultradzwiękowego z ogniskowaniem wiązki, układu mocującego i urzadzeń Opracowanie i wykonanie makiety dydaktycznej pozwalającej na poznanie zasad działania i pomiar parametrów wybranych przetworników A/C stosowanych w aparaturze Biomedycznej dr hab. inż. Krzysztof J. Opielinski dr inż. Stefan Giżewski Joanna Lubaczewska

40 20 Miernik czasu reakcji człowieka na bodziec akustyczny Opracowanie i wykonanie miernika czasu reakcji człowieka na bodziec akustyczny w wersji z zastosowaniem mikrokontrolera lub PC (do wyboru). dr inż.. Stefan Giżewski Modelowanie właściwości dynamicznych człowieka jako kierowcy samochodu Manipulator medyczny stanowisko dydaktyczne Celem pracy jest opracowanie modelu uwzględniającego dynamikę zachowań kierowcy w warunkach ruchu drogowego. Model należy zaiplementować w środowisku Matlab-Simulink Celem pracy jest dokonanie przeglądu w zakresie dostępnych manipulatorow medycznych, zaprojektowanie stanowiska dydaktycznego pozwalającego poznać ich zasady funkcjonowania oraz właściwości i parametry. dr inż.. Stefan Giżewski dr inż. Stefan Giżewski

41 Inżynieria Biomedyczna - Optyka medyczna - II stopień - mgr Lp Temat pracy dyplomowej Opis Opiekun 1 Badanie wpływu karnozyny na komórki nowotworowe poddane elektroporacji Celem projektu będzie zbadanie wpływu karnozyny na komórki nowotworowe. Karnozyna wprowadzana będzie do wnętrza komórek za pomocą elektroporacji impulsowej. Efekty będą oceniane stopniem zmian przeżywalności komórkowej w warunkach in vitro z zastosowaniem wybranych linii komórkowych. Praca we współpracy z Uniwersytetem Medycznym. dr hab. inż. Małgorzata Kotulska (PWr), Dr inż.julita Kulbacka (UM) Temat jest proponowany dla studenta (imię i nazwisko): Opinia Komisji / NIE 2 Określenie poziomu wapnia w komórkach układu nerwowego poddanych elektroporacji - badanie in vitro Celem projektu będzie zbadanie zależności poziomu napływu wapnia do wnętrza komórek nerwowych poddanych elektroporacji oraz jego wpływ na funkcjonowanie komórki. Badania prowadzone będą na linii modelowej z guza chromochłonnego (PC12 ) i pomogą w ustaleniu zależności pomiędzy podwyższonym poziomem przepływu wapnia przez pory transmembranowe a śmiertelnością komórki. Praca we współpracy z Uniwersytetem Medycznym. dr hab. inż. Małgorzata Kotulska (PWr), Dr inż.julita Kulbacka (UM) 3 Modelowanie porów białek amyloidowych jako potencjalnego źródła chorób neurodegeneratywnych Peptydy amyloidowe tworzą oligomery, które są obecnie uważane za przyczynę chrób neurodegeneracyjnych. Oligomery te mogą wbudowywać się w błonę komórkową otwierając drogę przepływu jonów, jednak struktura takich kanałów jest nieznana.celem projektu będzie uzyskanie za pomocą istniejących narzędzi typu Rosetta lub Modeller potencjalnych struktur kanałów zbudowanych z agregatów wybranych peptydów amyloidowych. dr hab. inż. Małgorzata Kotulska

42 4 Przewidywanie miejsc kontaktowych w białkach w oparciu o konsensus metod Znajomość miejsc kontaktowych w białkach może być wykorzystywana na różnych etapach procesu modelowania białek. Przykładowo może służyć zawężaniu przestrzeni przeszukiwania (Tress and Valencia, 2010) i odrzucaniu mało dokładnych modeli strukturalnych na początkowych etapach modelowania ab initio (Bonneau et al., 2002). Miejsca kontaktowe pozwalają też oszacowywać jakość gotowych ostatecznych struktur (Tress and Valencia, 2010), (Latek and Kolinski, 2008). Pomimo tego, że większość narzędzi do przewidywania miejsc kontaktowych charakteryzuje się bardzo małą skutecznością (Monastyrskyy et al., 2011), to w pracy (Marks et al. 2011), pokazano, że możliwe jest dokładne przewidywanie miejsc kontaktowych w oparciu o skorelowane ewolucyjne zmiany w sekwencji. Celem pracy jest zaprojektowanie i analiza skuteczności narzędzia do przewidywania miejsc kontkatowych, działającego w oparciu o konsensus wyników generowanych przez zestaw dostępnych narzędzi do przewidywania miejsc kontaktowych. dr inż. Bogumił Konopka