בית-הספר להנדסת חשמל - BIU · Web viewOptical character recognition using the SVM...

ומחשבים חשמל להנדסת הפקולטה

פרויקטי-גמר

תשע"ב - שנה"ל ורשימה תקנוןאותות עיבוד

תקשורתאלקטרואופטיקה

ביו-הנדסה מיקרואלקטרוניקה

הנ' מחשבים

גנות פרופ' שרוןקולברג דר' אלי

ל- מעודכן2011 בספטמבר12

באלול י"גתשע"א

2

עניינים: תוכן3..............................................................................................................פרויקטים תקנון

3..........................................................................................................................:כללי3.........................................................................................................:אחריות תחומי

4................................................................................................הפרויקטים מעבדות7.......................................................................................................הפרויקט מטרות7........................................................................................................הפרויקט מהלך

8..............................................................................................מהסטודנטים דרישות9........................................................................................................ותוצרים מטלות

9.............................................................................................................................ציון11.........................................................................................................................נספחים

13...............................................................................................אותות לעיבוד המעבדה32.....................................................................................................לתקשורת המעבדה45.......................................................................................לאלקטרואופטיקה המעבדה45.......................................................................................לאלקטרואופטיקה המעבדה68..................................................................................................הנדסה-לביו המעבדה81....................................................................................למיקרואלקטרוניקה המעבדה88........................................................................................מחשבים להנדסת המעבדה

3

פרויקטים תקנוןכללי:

בהנדסת ראשון תואר לקבלת מהדרישות משמעותי חלק הינם הגמר פרויקטי.1תשס"ה. בשנה"ל התבצע הראשון הפרויקטים ומחשבים. מחזור חשמל

כרטיסים הציוד במיטב מצוידות המעבדות.2 תוכנות, ייעודיים, המתקדם: מכשור.

המסלולים. כל לתלמידי פתוחים בביו-ההדסה הפרויקטים.3

גבוהה. ומימוש יישום יכולת עם ומורכב, יחד רב עיוני ידע דורשים הפרויקטים.4 חשיבות רואים ואנו והיישום המחקר של הראשונה בשורה עומדים הפרויקטים

רשימת מוצעת שנה ובכל מקורי הינו פרויקט מהם. כל ואחד אחד בכל רבהחדשה. פרויקטים

ובתשתיותיה. במקרים להנדסה הפקולטה במעבדות יבוצעו הפרויקטים כל.5יש אינו הדבר בתשתיות חוסר מפאת יוצאי-דופן, בהם את לקבל אפשרי,

גנות. פרופ' שרון הפרויקטים אחראי של המפורש אישורו

אחת. אקדמית לימודים שנת פרויקט כל משך.6

תשלום ביצוע על משכורת מקבלים אינם סטודנטים.7 המתקבל הפרויקט. להעשרת המבצעת המעבדה לרשות יועבר פרויקטים של חיצוני ממימון

בר-אילן(. אוניברסיטת של המחקר רשות לנוהלי בכפוף) תשתיתה

של מפורש אישור את לקבל יש חלקיו כל על זה מנוהל חריגות של במקרה.8גנות. פרופ' שרון הפרויקטים אחראי

אחריות: תחומי מהם א"לכ ממנים אנו, לפרויקטים מעניקים אנו אותה הרבה החשיבות מפאת.1

. האקדמית התמחותו בתחום שהפרויקט, אקדמי אחראי

בקשר שימצא"( מנחה" להלן) עוזר מנחה למנות רשאי האקדמי האחראי.2 להדריך יחדיו פועלים והמנחה האקדמי האחראי. הסטודנטים עם רציף

לאחראי כפופים המנחים. המשימה של מוצלח לסיום ולהביאם הסטודנטים לפרויקט המלאה האחריות. וביישומו הפרויקט במימוש בידו ויסייעו האקדמי

. האקדמי האחראי כתפי על מונחת

כלל בדרך) להנדסה בפקולטה מתקדמים לתארים סטודנטים יהיו המנחים.3 מהתעשייה מהנדסים ימונו, לעיתים(. האקדמים האחראים של מחקר סטודנטי

4

תואר בעל לפחות יהיה המנחה. לפרויקט רלבנטי ידע להם הידע-עתירת(. דוקטור תואר נושאי מנחים אף יבחרו, לעיתים) בהנדסה ראשון

עיתיות בפגישות הסטודנטים עם יפגשו האקדמי האחראי או/ו המנחה.4 מטלות יוטלו, הנחייה תינתן אלה בפגישות(. לערך לשבוע אחת של בתדירות)

. המטרה השגת לקראת הסטודנטים של התקדמותם ותיבדק

המעבדה של השוטפת הפעילות על האחראי, אקדמי אחראי מעבדה לכל.5 המעבדה ראש. חדשות טכנולוגיות והכנסת המעבדה תשתית על, שבראשותו

הפרויקטים של רמתם ועל במעבדתו המוצעים הפרויקטים גיוון על אחראי ,הפרויקטים לאחראי הפרויקטים רשימת את יעביר מעבדה כל ראש. המוצעים

שלא פרויקטים רשימת תתפרסם לא. ויפרסמם יאשרם והוא, גנות שרון' פרופ. הפרויקטים אחראי י"ע

מי לתפקיד ימונו לא. ס"בביה בכיר סגל איש יהיה הכללי הפרויקטים אחראי.6 ,ס"ביה של הראשון המחזור מן החל. מלאה במשרה סגל חברי שאינם אלי' דר. גנות שרון' פרופ הפרויקטים מערך בראש עומד, ה"תשס ל"בשנה

. מחשבים בהנדסת הפרויקטים על אחראי קולברג

הפרויקטים מעבדות

הבאות: במעבדות פרויקטים מציע בית-הספר

אותות של ספרתי עיבוד ראש

המעבדהגנות פרופ' שרון

223,224 חדרים – לימודיתמיקום122,143 - חדרים פרויקטים

(אקוסטית מעבדה )330 חדר– מחקר תחומי

פעילותתקשורת אותות חוזי, עיבוד תמונה, עיבוד דיבור, עיבוד עיבוד

שמע, לוגי, מגברי - מחוללים, אוסצילוסקופ, נתח חמרהתשתיות Texas של אותות עיבוד מיקרופונים, רמקולים, אוזניות, כרטיסי

Instruments-ו Freescale. של ההדהוד, הרכשה רמת על שליטה המאפשרת אקוסטית מעבדה

היחידה) בו-זמנית רמקולים16ב- ושידור בו-זמנית ערוצים24(. בישראל מסוגה

ייחודיים: רב-כיווני, שמיעה, רמקולים עזרי לבדיקת דמויית-אדם בובה דגימה קרינה, כרטיס עקומי לבחינת מסתובב מדמה-פה, שולחן

,SLM שמע לעצמת ויציאות(, מד כניסות24) רב-ערוצי

5

מיקרופונים, מצלמות. מערכי - תכנהWinMLS ספרתי, C, Matlab ,Audition, CCS, Mixerתוכנה- אקוסטיקה. לבדיקת

תקשורת ראש

המעבדהברגל דר' איציק

223,224 חדרים – לימודיתמיקום122,143 - חדרים פרויקטים

תחומיפעילות

שיטות מעבדות מערכות וספרתיות אנלוגיות אפנון לימודיות: מקודדות.

ו-SISO תקשורת פרויקטים: מערכות מעבדת MIMOאות , עיבוד תכנון אלגוריתמיםRF רכיבי אנלוגי, מרכזיים, מערכות לניהול

LDPC קונבולציה, וקידוד תקשורת, , קידוד , כרטיסיFPGA לוגי, כרטיסי - מחוללים, אוסצילוסקופ, נתח חמרהתשתיות

,Texas Instruments של אותות עיבודA/D and D/A boards - ICS-544 and ICS-572Logic analyzer-1693AD PC-Hosted Logic AnalyzerSignal Generator-ESB 4430B ESG-D Evaluation board-PLL, Down conversion FPGA board with licenseDevelopment tool for Verilog

האלקטרו-אופטיק ראש

המעבדהזלבסקי פרופ' זאב

347A – לימודיתמיקום347B – פרויקטים

77G – מחקר תחומי

פעילות והדמאה, לייזרים, אופטיקה פורייה אופטיים, אופטיקת אותות עיבוד

אופטית, חישה לתקשורת גל מוליכי מבוססי , רכיביםתלא-לינאריסיביים. פנים אופטית, התקנים

כרטיסי- חמרהתשתיות מצלמות, תושבות, עדשות, דגימה, לייזרים, אופטיים, חיישנים, סיבים, אותות, מאפננים אוסצילוסקופ, מחוללי

מדויקות אופטיות ובמות מיקרוסקופאופטיים. התקנים לתכנון מתאימות נומריות - תוכנות תוכנה

ביו-הנדסה ראש

המעבדהשפי דר' אורית

המתקדמת המעבדהG084, G085 – ביו - מרתף מחקרמיקום365, 364 חדרים1105 למיקרוסקופיה, בנין

תחומיפעילות

Labסרטניים, ביו-סנסורים, תאים ודימות לזיהוי בננו-חלקיקים שימושon a chipרקמה תמונה, הנדסת מתקדמת, עיבוד , מיקרוסקופיה –

עצביות, רשתות של מבוקר ועור, גידול עצבים מערכת שיקום

6

neuron-nano לרקמה, בנית פעילים חומרים להחדרת טכנולוגיותchips interface.

חיים. תאים של לדימות אינקובטור, מיועד עם ממונע מיקרוסקופתשתיות מיקרוסקופ Leica מתקדם קונפוקלי , מיקרוסקופconfocal/lifetime מקרוסקופ

SP5להחדרת מיניאטורי ערוצים, אקדח שלושה עם ספקטרלי חיים לתאים הזרקה ותאים, מערכת חיות לרקמה, רקמות חומרים

נקיים. בחדרים עבודהProbe Stationבודדים,

מיקרו-אלקטרוניקה ראש

המעבדהשלי דר' אבי

– לימודיתמיקוםפרוייקטים מעבדת– 167 חדר – פרויקטים

פרופ') למקרוסקופיה המתקדמת המעבדה1105 בנין – מחקרוייס(

שלי(דר' ), חדר...מל"מ התקני אפיון- תחומי

פעילות תאי לחקר משולבים: טרנזיסטור מל"מ התקני של מתקדם אפיון

סייפן( חברת עם )בשיתוף נדיף בלתי זכרון עצב, התקןמל"מ התקני של יצור ותהליכי אפיונים של נומרית סימולציה

החי( מדעי בתחום )במיוחד תמונה , עיבוד מתקדמת מיקרוסקופיה Keithley SCS-4200 parameter analyzer (I-V, C-V), semiconductorתשתיות

probe stations, other semiconductor characterization equipmentSynopsys מחברתTCAD מתקדמת סימולציה תוכנת

חיים. תאים של לדימות אינקובטור, מיועד עם ממונע מיקרוסקופ מיקרוסקופ ערוצי ( ושניps) פולסיים לייזרים שני עםconfocal/lifetime מיקרוסקופ

גילוי

מחשבים הנדסת ראש

המעבדהקולברג דר' אלי

270, 206, 205 חדרים – לימודיתמיקום248, 109 חדרים – פרויקטים

311,313,305 חדרים – מחקר תחומי

פעילות ספרתיות, תקשורת מערכות של חומרה מעבדים, תכן ארכיטקטורת

,FSM, ASMשגיאות, ותיקון , קידודVLSIמחשבים, רובוטיקה, , האצתFault tolerance, QCAרפואיים, אותות גרפיים, עיבוד מעבדים.Agentsעיבוד,

FPGA לוגי, כרטיסי - מחוללים, אוסצילוסקופים, ספקים, נתח חמרהתשתיות , מצלמות, בקריASIC, חיישנים, xilinx ו- Altera של מתקדמים

שמע, מיקרו-קונטרולרים. מנועים, דרייברים, רובוטים, כרטיסי מתקדמותEmbedded systems וVLSI מעבדות

7

,VHDLתוכנה- Verilogתוכנות Mentorחברות: של , Graphics, Cadence, Synopsys, Altera, Xilinx, Matlab ,Audition.

8

הפרויקט מטרות

הבאים: הנושאים את כוללות הפרויקטים מטרות

בקורסים. הנלמד לחומר מעבר שהם בנושאים העיוני הידע של העמקה.1והיישומי. המעשי הידע חיזוק.2פרויקט. ביצוע של מלא תהליך של הנחלה.3למחקר. סיוע.4והעשרתה. המעבדות תשתית של בנייה.5

הפרויקט מהלך

שינויים העיקריים השלבים לפי יתנהל פרויקט כל בהתאם יתכנו מסוימים להלן. אקדמית לימודים שנת פרויקט כל ופרויקט. משך פרויקט כל של הפרטניות לדרישות יתבצעו שנה"ל. פרויקטים בסיום הקיץ במהלך הפרויקטים סיום את לודא אחת. יש

הפרויקטים. ואחראי המעבדה ראש באישור ביחידים עבודה תותר כי בזוגות, אם הפרויקטים מתאם של המפורש אישורו את ומצריכה אינה ומעלה בשלישיות עבודה

הח"מ.

הפרויקט: שלבי

שלקראת הקיץ בחופשת נספח( תפורסם )ראו מפורטת רשימה – פרויקט בחירת.1 ולמנחים המעבדות לראשי לפנות הסטודנטים שנת-הלימודים. על של הפתיחה

כדי המוצעים הפרויקטים היקף את היטב לעצמם להבהיר הפוטנציאליים, האחראים עם המעבדות, בתאום ראשי ע"י תעשה הפרויקטים ותכולתם. הקצאת

עיוניות יכולות מצריכים פרויקטים הסטודנטים. מספר לרצון ובהתאם האקדמיים כי היטב לוודא ישאליהם. מצטיינים סטודנטים של הפנייה תתכן כן ועל גבוהות

הסטודנטים. ע"י היטב הובנו והיקפו מהפרויקט הדרישות

העיוני. הרקע והכרת ספרות סקר ביצוע.2

הלימוד. שלב על בהתבסס ורעיונות המשימות, ציפיות של הגדרה – ראשוני דו"ח.3העבודה. תחילת לאחר כחודש יוגש

החלופות. דומה( ובדיקת תכנה אוMatlab) סימולציות.4

הפרויקטים אחראי הנחיות לפי חודש מדי התקדמות דו"ח יוגש מחשבים בהנדסת.5מחשבים. בהנדסת

המשך. ראשוניות, מסקנות, כיווני תוצאות – הפרויקט אמצע ומצגת ביניים דו"ח.6. ב' א' לסמסטר סמסטר שבין החופשה במהלך ויוצג יוגש

המעבדה. וראש המנחה דרישת עפ"י נוספים דו"חות.7

9

אוFPGA רכיבי או אותות מעבדי על )בזמן-אמת סופי מימוש.8 אוC בשפת ב- Matlabרכיבים מעגלים , בהתאם ו/או ייעודיים וכרטיסים משולבים אופטיים, ע"י יאושרו אלה תיאורטיים. פרויקטים פרוייקטים גם פרויקט(. יאושרו בכל לנדרשפרסומם. בעת הפרויקטים מתאמי

רעיונות ואימות מקיפה בדיקה.9 סיוע האלגוריתם לשיפור הציפיות. המקורי. במחקר.

העוקבת. שנה"ל פתיחת לפני ספטמבר בחודש המאוחר לכל יוגש הפרויקט ספר.10

ומוזמנים. המעבדה האקדמיים, המנחים, ראש האחראים בפני תוצג סיום מצגת.11הפרויקטים. במצגות ינכח הח"מ הפרויקטים אחראי

ומוזמנים. המעבדה ראש בפני הפרויקט של הדגמה.12

יום פוסטר.13 העוקבת השנה של החנוכה חג במהלך יערך הפוסטרים והדגמה. )תשע"א(.

מהסטודנטים דרישות מומלצת הקדם בדרישות לב, שעמידה לפרויקטים. שימו מועמדות הגשת.1

מסוימות. הקלות לקבל ניתן המעבדה ראש עם בהתייעצות אך בחום

לערך( לשבוע אחת של )בתדירות עיתיות ופגישות המנחים עם רציפה עבודה.2 לפגישות להופעה האחריותמקצועי. מנחה ו/או האקדמי המנחה עם

הסטודנטים. על מוטלת למנחים ולדיווח

דו"חות: .3 הבנתם לגבי והוכחה העבודה מתווה של חודש. תאור לאחר – ראשוניא.

עמודים(.5כ- )הקף בחרו אותו בנושא הסטודנטים של הפרויקטים אחראי הנחיות חודש, לפי מדי – מחשבים בהנדסתב.

מחשבים בהנדסת 15כ- )הקף והסימולציות העיוני החלק א'. סיכום סמסטר - סוף אמצעג.

עמודים(..המנחה דרישות עפ"י נוספים דו"חותד.להלן(. )ראו פרויקט השנה. ספר סוף – סיוםה.

כולל )לא עמודים50כ- ויקיף ספטמבר מחודש יאוחר לא יוגש הפרויקט ספר.4להכיל: הספר פרקי נספחים(. על

תקציר.א.הבעיה. הצגתב.עיוני. רקעג.לפתרון. חלופות של תיאורד.לבחירתה. והסיבות הנבחרת השיטה של מפורט תיאורה.וניתוחן. סימולציה השיטה. תוצאות של מקיפה בדיקהו.

10

של מלא תיעוד חומרה( כולל ו/או )תוכנה המימוש של מלבנים תרשיםז.המועברים. והפרמטרים הקשרים

וסיכום. מסקנותח.

להמשך. רעיונותט.ביבליוגרפית. רשימהי.

להדפיס איןבפרוטרוט. החומרה ו/או התוכנה המתעדים נספחיםיא.תוכניות. פלטי

הפרויקטים המעבדה, אחראי האקדמי, ראש המנחה, האחראי בפני מצגות.5ואורחים:

ב'. סמסטר א' לתחילת סמסטר סוף בין – אמצע א. מצגת. ספטמבר מחודש יאוחר לאהשנה, סוף – סיום ב. מצגת המנחה. לדרישות בהתאם נוספות ג. מצגות

שנת מפתיחת יאוחר לא עובד פרויקט של והדגמה להלן התוצרים כל הגשת.6 יחויב במועד סיים שלא . סטודנטהציון לקבלת העוקבת, כתנאי הלימודים

האוניברסיטה. לתקנות בהתאם העוקבת לשנה"ל ברישום

כל יציגו בו פרויקטים יום נערוך הלימודים לשנת העוקב החנוכה בחג – פוסטר.7הפוסטרים הסגל חברי בפני עבודותיהם את הסטודנטים יופיעו ואורחים.

פרויקט בפרס הזוכים יוכרזו הפוסטרים ביה"ס. ביום שיוציא חגיגית בחוברתכותרות בעיצוב לדוגמא בהתאם יעוצבו הפוסטרים מצטיין. המצורפת.

בתמונות. ולהכביר בנוסחאות בהירות, להמעיט על דגש לשים יש הפוסטר

ותוצרים מטלותפוסטר..1מצגות..2 כחול גימור פס עם תכול בצבע כבנספח שער דף (, עםהספיראל לא) כרוך ספר.3

שקף. והגנת שחור או כההמשולבים, זיווד. אופטיות, מעגלים כמערכות ייעודיים תוצרים.4 )ספר, דו"חות, מצגות, השונים והקבצים הנתונים התוכניות, המאמרים, דפי כל.5

הפרויקטים( אחראי או המנחה דרישת לפי נוסף פוסטר, תוכנה, שרטוטים, וחומרפלטים. או ארוכות תוכניות להדפיס צורך איןתקליטור. על יוגשו

ציון. ביחידים, מיוחדים במקרים, או בזוגות יתבצעו פרויקטים.1 על האמון המעבדה ראש של באישורו האקדמי המנחה י"ע יקבע הציון.2

של אישורו כך על התקבל בטרם למזכירות יוזן לא ציון. הקריטריונים האחדת. גנות שרון' פרופ,הפרויקטים אחראי

(. קיצוניים במקרים למעט) לסטודנטים משותף הפרויקט ציון.3 תאושר הערעור תשובת. הפרויקט של האקדמי המנחה י"ע יטופלו ערעורים.4

. לסטודנט מסירתה לפני המעבדה ראש י"ע

11

מעל יכולות הסטודנטים הפגינו בו במיוחד בולט פרויקט יהיה מצטיין פרויקט.5מועמדים לדרישות ומעבר ראשי ע"י ימונו מצטיין לפרויקט הרגילות.

המלצה. מכתב ע"י ילווה כזה המעבדות. מינוי יוענק הסופית. הפרס הרשימה את יאשר גנות פרופ' שרון הפרויקטים אחראי.6

החגיגי. הפוסטרים ביום

להקשר(: )בהתאם הבאים למרכיבים נתייחס הציון בקביעת

. פועל פרויקט של והדגמה המקוריות בדרישות עמידה.1הסופי. והמוצר העבודה רמת.2קרובים. ובנושאים הנרכש העיוני בידע והשליטה ההעמקה רמת.3הפרויקט. ספר של התיעוד רמת הדו"חות, ובפרט רמת.4שנעשתה. העבודה של ההצגה ויכולת המצגת טיב.5 מערכת תיאור של ו/או ותיעודה תוכנה כתיבת של בסטנדרטים עמידה.6

החומרה. זמנים. בלוחות עמידה.7החדשנות. מידת.8העצמאות. מידת.9

יוזמה. .10המנחים(. ועם השותפים )עם בצוות עבודה יכולת.11בפרויקט. הסטודנט של המעורבות מידת.12וחריצות. התלהבות, השקעה.13

לתעשייה הקשר נעשים הפרויקטים ככללהידע. עתירות לתעשיות קשר השונות למעבדות

גםובתשתיותיה. באוניברסיטה למנחה כפוף יהיה הוא מהתעשייה מנחה יש אם חוסר יוכח מיוחדים, כאשר הפרויקט. במקרים על פעיל באופן שיפקח האקדמי פרויקט ביצוע לאשר גנות פרופ' שרון הפרויקטים אחראי הכרחיות, יוכל בתשתיותחיצוני.

דר' אליגנות פרופ' שרוןקולברג

טל.531-7618 טל. 531-7036

[email protected]@eng.biu.ac.il

12

mailto:[email protected]


נספחיםהבאה: התבנית עפ"י הפרויקט לספר שער דף.1

בר-אילן אוניברסיטתלהנדסה ביה"סאותות לעיבוד המעבדה

פרויקטים מחולל אותות לעיבוד במעבדה

ישראלית ישראלהישראלי ישראל

ראשון תואר ד' לקראת שנה פרויקטבהנדסה

13

בר-אילן ישראלמנחה: גנות פרופ' שרוןאקדמי: מנחה

2036 אוקטובר

המצורפים. קבצים במופיעים עריכה והנחיות לפוסטר דוגמא.2

בינלאומיות: בבמות פרויקטי-גמר( שפורסמו על )המבוססים מאמרים רשימת.3

1. Sharon Gannot and Vadim Avrin, "A Simulink and Texas Instruments C6713 based Digital Signal Processing Laboratory", Eusipco 2006, Florence Italy, Sep. 2006.

2. Hadas Bluemanfeld, Yechezkel Rahamim and Sharon Gannot, "Real-Time Implementation of an Energy-Based Voice Activity Detector", European DSP Education and Research Symposium (EDERS), Munich, Germany, Apr., 2006.

3. Zeev Zalevsky, Shay Rozental and Moshe Meller, "Usage of Turbulence for Super Resolved Imaging," Opt. Lett. 32, 1072-1074, 2007.

4. Sharon Gannot, "A Filter Design and Implementation Experiment Using Simulink and Texas Instruments C6713DSK Board", European DSP Education and Research Symposium (EDERS), Tel-Aviv, Israel, Jun., 2008.

5. Amihai Meiri, Shachaf Melman, Jacob Fainguelernt and Sharon Gannot, "Real Time Implementation of Convolutive Blind Source Separation Using TI-6713DSK Board", European DSP Education and Research Symposium (EDERS), Tel-Aviv, Israel, Jun., 2008.

6. Bergel Itsik, "Real time QAM Communication Experiment based on Simulink and Texas Instruments C6713", European DSP Education and Research Symposium (EDERS) Tel-Aviv, Israel, Jun., 2008.

7. Z. Zalevsky, E. Fish, N. Shachar, Y. Vexberg, V. Micó and J. Garcia, "Super resolved imaging with randomly distributed, time and size varied particles," Journal of Pure and Applied Optics A (accepted, 2009).

8. Z. Zalevsky, Y. Beiderman, I. Margalit, S. Gingold, M. Teicher, V. Mico and J. Garcia, "Simultaneous remote extraction of multiple speech sources and heart beats from secondary speckles pattern," Opt. Exp. (submitted, 2009).

9. Yochay Yeminy, Sharon Gannot and Yosi Keller, "Speech Enhancement Using a Multidimensional Mixture-Maximum Model", International workshop on Acoustic Echo and Noise Control, Sep., 2010, Tel-Aviv, Israel.

14

בודילע מעבדההאותות

תשע"ב לשנה"ל פרויקטים רשימת(2011-2012)

גנות פרופ' שרון

15



16

פרויקטים: רשימת

הנחייה צוותפרויקט שםמס"ד חדד אליאורשמיעה לעזרי דו-אוזנית רעשים ניקוי מערכת.1

גנות פרופ' שרון שמוליקסטריאופונית הד ביטול מערכת.2

פרופ' מרקוביץגנות שרון

שמוליקאילוצים מרובה מבוזר מיקרופונים מערך.3 פרופ' מרקוביץ

גנות שרון דלילות את המנצל דיבור מקורות להפרדת אלגוריתם.4

האותות שמוליק

פרופ' מרקוביץגנות שרון

וניקוי להקלטה ערוצית רב מיקרופונים מערכת פיתוח.5רעשים

לוי אבינועםטנדייטניק פיני

גנות פרופ' שרון תגובה בעל מיקרופונים מערך עם מסתגל באופן אפס כיוון.6

ראשון מסדר לוין דוד

גנות פרופ' שרוןטנדייטניק פיניעיצבית פעילות לניתוח ערוצית רב מערכת פיתוח.7

שחורי דר' הדס שפי דר' אורית

גנות פרופ' שרון וחיישנים תנועה מבוססי אלקטרוניים נגינה כלי פיתוח.8

קיבוליים טנדייטניק פיני

גנות פרופ' שרון דר' יעקבלרכב רישוי לוחיות של אוטומטי ניתוח.9

גולדברגר10

. דר' יעקבSVM אלגוריתם בעזרת מודפסות אותיות זיהוי

גולדברגר11

.דרום טלפנים תמונות עבור תנועה לכידת

קלר דר' יוסי12

.דרום טלגוף תנועות עבור תנועה לכידת

קלר דר' יוסי13

. לא הדדית אינפורמציה שערוך ע"י תמונות של רגיסטרציהפרמטרית

קלר דר' יוסי

14.

קלר דר' יוסידיפוזיה במרחבי דיבור זיהוי

15.

מרקוביים מודלים שערוך באמצעות תנועה ניתוחלסצינה אדפטיביים

קלר דר' יוסי

16.

Embedding extension via L1 optimized spectral embeddingקלר דר' יוסי

[email protected] גנות פרופ' שרון[email protected] גולדברגר דר' יעקב

[email protected] קלר דר' יוסי

17




[email protected] לשם פרופ' אמיר

18


פרויקטים רשימת מפורטת

19

שם1הפרויקט:

שמיעה לעזרי דו-אוזנית רעשים ניקוי מערכתDual-Channel Speech Enhancement by Superdirective Beamforming

תיאור:Hearing loss is one of the most prevalent sensorineural impairments affecting more than 80 million people (16%) in Europe, rising to 35%-50% in the age group over 65 years [1,2]. Although hearing impairment obviously has a negative impact on people’s ability to communicate, it moreover has serious economical and social implications: the total cost of untreated hearing loss in Europe is estimated at about 200 billion euro [1]. Spatial hearing mainly relies on the exploitation of monaural spectral cues and spatial cues [3,4]. Although many hearing aid users are currently fitted with two hearing aids, i.e. a so-called bilateral system, in most bilateral systems a monaural system is merely duplicated at both ears. Hence, no cooperation occurs between the hearing aids, and this lack of cooperation in a bilateral system typically destroys the spatial cues, reducing both the localization and the speech intelligibility performance [5]. In this project [6], a dual-channel input-output speech enhancement system is introduced. The proposed algorithm is an adaptation of the well-known superdirective beamformer including postfiltering to the binaural application. In contrast to conventional beamformer processing, the proposed system outputs enhanced stereo signals while preserving the important interaural amplitude and phase differences of the original signal. Instrumental performance evaluations in a real environment with multiple speech sources indicate that the proposed computational efficient spectral weighting system can achieve significant attenuation of speech interferers while maintaining a high speech quality of the target signal.

תכולה:בדיקותMatlabב- אלגוריתם פיתוח דמויית-אדם בובה עם האקוסטית במעבדה .

שמיעה. עזרי לפיתוח המשמשתדרישות:

II אותות של ספרתי , עיבודI סטטיסטי אותות עיבודעם: בשיתוף

מנחה: גנות ופרופ' שרון חדד אליאור

אקדמי: אחראיגנות פרופ' שרון

סטודנטים:

מקורות:1. B. Shield. “Evaluation of the social and economic costs of hearing impairment,” Internal

Report Hear-it (http://www.hearit.org/multimedia/Hear_It_Report_October_2006.pdf), 2006.2. S. Kochkin, “MarkeTrak VIII: 25-Year trends in the hearing health market,” Hearing Review,

vol. 16, no. 10, pp. 12-31, Oct. 2009.3. A.W. Bronkhorst and R. Plomp. “The effect of head-induced interaural time and level

differences on speech intelligibility in noise,” Journal of the Acoustical Society of America, vol. 83, no. 4, pp. 1508–1516, Apr. 1988.

4. M.L. Hawley, R.Y. Litovsky, and J.F. Culling, “The benefit of binaural hearing in a cocktail party: Effect of location and type of interferer,” Journal of the Acoustical Society of America, vol. 115, no. 2, pp. 833–843, Feb. 2004.

20

http://www.hearit.org/multimedia/Hear_It_Report_October_2006.pdf

5. T. Van den Bogaert, T.J..Klasen, L. Van Deun, J. Wouters and M. Moonen.. “Localization with bilateral hearing aids: Without is better than with,” Journal of the Acoustical Society of America, vol. 119, no. 1, pp. 515–526, Jan. 2006.

6. Thomas Lotter and Peter Vary, "Dual-Channel Speech Enhancement by Superdirective Beamforming," EURASIP Journal on Applied Signal Processing Volume 2006, Pages 1–14.


סטריאופונית הד ביטול מערכתStereophonic acoustic echo cancellation and two-channel adaptive filtering: an overview

תיאור:In modern signal processing, distributed algorithms, that are capable of obtaining performance measures equivalent to their centralizied counterparts, have attracted the attention of many reserachers in recent years. Recent technological advances make distributed algorithms feasible. A distributed linearly constrained minimum variance (LCMV) beamforming [3] in a wireless sensor network is considered in this project [4]. Each node computes an LCMV beamformer with node-specific constraints, based on all sensor signals available in the network. A node has a local sensor array, and compresses its sensor signals to a signal with fewer channels, which is then shared with other nodes in the network. The compression rate depends inversely on the total number of linear constraints. Even though a significant compression is obtained, each node is able to generate the same outputs as a centralized LCMV beamformer, as if all sensor signals are available to every node. Since the distributed LCMV algorithm exploits a similar parametrization as previously developed distributed unconstrained MMSE signal estimation algorithms [1,2], it has similar dynamics and convergence properties.

תכולה:בדיקותMatlabב- אלגוריתם פיתוח אפשרות במעבדה . עם למימוש האקוסטית.

.TI6713 ומעבד אלחוטיים אקוסטיים חיישניםדרישות:


מנחה: גנות ופרופ' שרון מרקוביץ שמוליק


סטודנטים:

מקורות:1. A. Bertrand and M. Moonen, “Distributed adaptive node-specific signal estimation in fully

connected sensor networks – part I: sequential node updating,” IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 58, pp. 5277–5291, 2010.

2. S. Markovich-Golan, S. Gannot, and I. Cohen, “A reduced bandwidth binaural MVDR beamformer,” in Proc. of the International Workshop on Acoustic Echo and Noise Control (IWAENC), Tel-Aviv, Israel, Aug. 2010.

3. B. Van Veen and K. Buckley, “Beamforming: a versatile approach to spatial filtering,”ASSP Magazine, IEEE, vol. 5, no. 2, pp. 4 –24, apr. 1988.

4. Alexander Bertrand and Marc Moonen, "Distributed LCMV Beamforming in Wireless Sensor Networks with Node-Specific Desired Signals," ICASSP, Prague, 2011

21


אילוצים מרובה מבוזר מיקרופונים מערךDistributed LCMV Beamforming in Wireless Sensor Networks with Node-Specific Desired Signals

תיאור:In modern signal processing, distributed algorithms, that are capable of obtaining performance measures equivalent to their centralizied counterparts, have attracted the attention of many reserachers in recent years. Recent technological advances make distributed algorithms feasible. A distributed linearly constrained minimum variance (LCMV) beamforming [3] in a wireless sensor network is considered in this project [4]. Each node computes an LCMV beamformer with node-specific constraints, based on all sensor signals available in the network. A node has a local sensor array, and compresses its sensor signals to a signal with fewer channels, which is then shared with other nodes in the network. The compression rate depends inversely on the total number of linear constraints. Even though a significant compression is obtained, each node is able to generate the same outputs as a centralized LCMV beamformer, as if all sensor signals are available to every node. Since the distributed LCMV algorithm exploits a similar parametrization as previously developed distributed unconstrained MMSE signal estimation algorithms [1,2], it has similar dynamics and convergence properties.

תכולה:בדיקותMatlabב- אלגוריתם פיתוח אפשרות במעבדה . עם למימוש האקוסטית.

.TI6713 ומעבד אלחוטיים אקוסטיים חיישניםדרישות:




סטודנטים:

מקורות:5. A. Bertrand and M. Moonen, “Distributed adaptive node-specific signal estimation in fully

connected sensor networks – part I: sequential node updating,” IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 58, pp. 5277–5291, 2010.

6. S. Markovich-Golan, S. Gannot, and I. Cohen, “A reduced bandwidth binaural MVDR beamformer,” in Proc. of the International Workshop on Acoustic Echo and Noise Control (IWAENC), Tel-Aviv, Israel, Aug. 2010.

7. B. Van Veen and K. Buckley, “Beamforming: a versatile approach to spatial filtering,”ASSP Magazine, IEEE, vol. 5, no. 2, pp. 4 –24, apr. 1988.

8. Alexander Bertrand and Marc Moonen, "Distributed LCMV Beamforming in Wireless Sensor Networks with Node-Specific Desired Signals," ICASSP, Prague, 2011.

23


האותות דלילות את המנצל דיבור מקורות להפרדת אלגוריתםCompressive sensing algorithm for speech seperation

תיאור:Compressive Sensing (CS) exploits sparsity to acquire high-dimensional signals using very few linear non-adaptive measurements. It has become one of the leading trends in recent signal processing. Sparse Component Analysis (SCA) is a Blind Source Separation (BSS) technique exploiting a priori assumption that the sources have a sparse representation in a known basis or frame. The assumption of sparsity opens a new road to address the degenerate unmixing problem when the number of sensors is less than the number of speakers (also known as under-determined BSS) [1].Recent algorithmic advances in compressive sensing are leveraged to propose a novel source separation algorithm for efficient recovery of convolutive speech mixtures in spectro-temporal domain [2]. Compared to the common sparse component analysis techniques, the approach fully exploits structured sparsity models to obtain substantial improvement over the existing state-of-the-art.We evaluate our method for separation and recognition of a target speaker in a multi-party scenario. Seperation performance in multi-party scenarios provides compelling evidence of the effectiveness of sparse recovery formulations in speech applications.

תכולה:בדיקותMatlabב- אלגוריתם פיתוח אפשרות במעבדה . על למימוש האקוסטית. .TI6713 מעבד

דרישות:II אותות של ספרתי , עיבודI סטטיסטי אותות עיבוד

עם: בשיתוף



סטודנטים:

מקורות:1. R. Gribonval and S. Lesage, “A survey of sparse component analysis for blind source

separation: Principles, perspectives, and new challenges,” in ESANN, 14th European Symposium on Artificial Neural Networks, 2006.

2. Afsaneh Asaei, Herve Bourlard and Volkan Cevher, "Model-based compressive sensing for multi-party distant speech recognition," ICASSP, Prague, 2011

24


רעשים וניקוי להקלטה ערוצית רב מיקרופונים מערכת פיתוחDevelopment multi-channel system for recording and signal enhancement

תיאור: RME [1] מערכת באמצעות מיקרופונים של ממערך מידע בדגימת עוסק זה פרויקט

. ייעודיfirewire ממשק דרך האישי למחשב מחוברRME – ערוצים. ה שמונה של.RME [2]ה- חומרת עם ממשק המאפשרת פתוח קוד ספריית קיימת זה אמת. בפרויקט בזמן וניתוח איחסון לצורך האישי למחשב מועבר הדגום המידע

לניצולOpenMP [3] בספריית השימוש יבחן היעילות . תבדקCPU ה של ליבות המעבד. שלDSP ה יכולות לניצולIntel שלIPP [4] בספריית בשימוש

הדיבור. איכות ושיפור איכון אלגוריתם בעזרת יודגמו המערכת יכולותתכולה:

אשר יישומים לפיתוח מתקדמים תוכנה לכלי יחשפו הסטודנטים הפרויקט במסגרתכמו משאבים צורכים יתודעו רבים. אותות עיבוד לאלגוריתמי הסטודנטים כן,

מרחביים.דרישות:

++C/C ב שליטהעם: בשיתוף

מנחה: טנדייטניק לוי, פיני אבינועם


סטודנטים:

מקורות:1. http://www.rme-audio.de/en_products_quadmic.php ,

http://www.rme-audio.de/en_products_digiface.php,2. http://www.portaudio.com/

3. http://openmp.org/wp/openmp-specifications/ 4. http://software.intel.com/en-us/articles/intel-ipp-library-signal-processing-domain-overview/

25

http://software.intel.com/en-us/articles/intel-ipp-library-signal-processing-domain-overview/

http://openmp.org/wp/openmp-specifications/

http://www.portaudio.com/

http://www.rme-audio.de/en_products_digiface.php

http://www.rme-audio.de/en_products_quadmic.php


ראשון מסדר תגובה בעל מיקרופונים מערך עם מסתגל באופן אפס כיווןAdaptive Azimuthal Null-Steering for a First-order Microphone Response

תיאור: מכיוונים המגיע רעש ולהנחית במרחב מסוים מכיוון המגיע אות לקלוט לעתים, רצוי

ידי על האל כגון משימות ( מבצעותbeamforming) לומהאעיצוב- אחרים. שיטות ליצור כדי שונים מחיישנים ( המורכבarray) ממערך המגיעים אותות מספר של עיבוד

במערך אות-מוצא בין משמעותיים מרווחים עם פרישה נדרשת טיפוסי משופר. ) על-כיווני מערך ליצירות שיטות יעיל. אולם, קיימות יהיה שהעיבוד כדי החיישנים

superdirectionalמצומצמים. ממדים בעל רךמע עם מרחבי סינון לבצע ( המסוגל

רצוי לא מקור-קול עבר ( אלzero) אפס שמכוון על-כיווני מערך זה, ימומש בפרויקט מכל המגיע קפייה רקע רעש למזער יפעל האלגוריתם בד-בבד אותו. לחסום כדי

(adaptive) מסתגל באופן יפעל (. האלגוריתםisotropic noise) שווה באופן הכיוונים.אקוסטיתה הבסביב לשינויים יתאים שהוא כך

תכולה:בדיקותMatlabב- אלגוריתם פיתוח אפשרות במעבדה . על למימוש האקוסטית. .TI6713 מעבד

דרישות:

עם: בשיתוףII אותות של ספרתי , עיבודI סטטיסטי אותות עיבוד

מנחה:גנות ופרופ' שרון לוין דוד


סטודנטים:

מקורות:1. RMM. Derkx, “Adaptive Azimuthal Null-Steering for a First-order Microphone Response”,

International Workshop on Acoustic Echo and Noise Control, Tel Aviv, Israel, 2010.

עזר: מאמר

2. RMM Derkx, "Optimal Azimuthal Steering of a First-order Superdirectional Microphone Response", International Workshop on Acoustic Echo and Noise Control, Seattle, US, 2008.

26


עיצבית פעילות לניתוח ערוצית רב מערכת פיתוחDevelopment a multi-channel system for analyzing neural activity

תיאור: לתאי גירויים ומתן עיצבית פעילות לרישום אמת זמן מערכות בפיתוח עוסק זה פרויקט .העצב

-1 – כ הינה האות משרעת.התא של במתח בשינויים תמאופיינ העצב תאי פעילות100mVוקצב אותות. 1KHz – כ של מירבי שינוי 1000 פי מוגברים אלו קטנים בפרויקט.הנתונים איסוף מערכת ע"י ונדגמים תאית חוץ חשמלית פעילות תוקלט

הרפואית(. העלוקה – חוליות חסרי של )ממודל חיים עצב מתאי ולתת זמנית בו תאים מכמה העיצבית הפעילות את לרשום תוכל שנפתח המערכת

המידע.פעולה( פוטנציאלי של היווצרות יגררו )הגירויים אמת בזמן חשמליים גירויים האותות למשתמש, ניתוח תצוגה ( לצרכיUSB )בערוץ האישי למחשב מועבר הדגום

התא פעילות של ניתוח תאפשר ערוצית רב במערכת הקלטה.הקשיח בכונן ושמירתםבמסגרת מרשת כחלק התא של הפעילות וניתוח הבודד יבדקו הפרויקט תאים.

של פעילות לראות ניתן הרישום . בערוץwavelets– ו אנרגיה מבוססי גילוי אלגוריתמיתאים2-3 העיצבי האות גילוי יחודית. לאחר פעולה תבנית יש תא בו-זמנית, לכל

בעזרת יעשה העיצבית הפעילות באלקטרודה. ניתוח שנקלטו התאים של סיווג יבוצע [.64,5,] נוספות וגישות nearest-neighbor , k-meansאלגוריתמי

המערכת: תאור

תכולה: הניסוי מערך של והכרה האלקטרופיזיולוגיה בתחום כללי רקע ירכוש התלמיד

וגירוי ערוצים ממספר רישום משלבים אשר חדשים ניסויים האלקטרופיזיולוגי. תכנוןהשנה( הפרויקט של הדגש )זהו העיצבית. הרשת של חשמלי

לרישוםDSP מבוססת מערכת תפותח הפרויקט במסגרת .עיצבית פעילות וניתוח .TI6713 מעבד על אמת בזמן תעבוד המערכת

דרישות:חובה( אינו אך )מומלץ אותות בעיבוד מתקדמת מעבדה

עם: בשיתוף לביו-הנדסה המעבדה

מנחה: שחורי טנדייטניק, דר' הדס פיני

אקדמי: אחראיגנות ופרופ' שרון שפי דר' אורית

סטודנטים:

מקורות:1. The Neuron, Irwin Levitan, Leon Kaczmarek, Oxford University Press, 1997

2. Biological System Identification with Artificial Neural Networks , Chapter 1 , Introduction to neuro- physiology , Master thesis by Pini Tandeitnik 1995

27

Pre amplifier

A2D

D2A

Embedded system

( http://www.ee.bgu.ac.il/~pinit/Models/thesis/full/thesis.zip ) 3. Kristan, Calabreee and Friesen, Neuronal Control of Leech Behavior, Progress in

Neurobiology: 76:279-327, 2005 4. Lewickiy , A review of methods for spike sorting: the detection and classification of neural

action potentials , Network: Comput. Neural Syst. 9 (1998) R53–R78.5. http://en.wikipedia.org/wiki/K-means_clustering

6. http://www.scholarpedia.org/article/Spike_sorting


קיבוליים וחיישנים תנועה מבוססי אלקטרוניים נגינה כלי פיתוחDeveloping musical instruments based on motion estimation and capacity sensors

תיאור: קצב שיערוך על מבוססים אשר אלקטרוניים נגינה כלי בפיתוח עוסק זה פרויקט כלי של לקלידים האצבעות [ של2] הקירבה מידת או המתופף [ של1] התנועההנגינה. את יפיק אשר האישי למחשב החיישנים בין [ תקשר3] אלחוטית תקשורת מערכת

הרצויים. הצלילים

מהחיישנים. שייאסף המידע להצגת האישי במחשב ממשק יפותח כן כמותכולה:

TI חברת שלMSP430 מעבד על מבוסס אלקטרוני מוצר בפיתוח ניסיון ירכוש התלמיד עם

RF DATA LINK ייעודי SimpliciTI

דרישות: במוזיקה הבנה

עם: בשיתוף

מנחה: טנדייטניק פיני


סטודנטים:

מקורות:1. http://www.freescale.com/webapp/sps/site/prod_summary.jsp?code=MMA7260QT

2. http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/ez430-rf2500.html 3. https://estore.ti.com/430BOOST-SENSE1-MSP430-Capacitive-Touch-BoosterPack-

P2361C42.aspx

28

https://estore.ti.com/430BOOST-SENSE1-MSP430-Capacitive-Touch-BoosterPack-P2361C42.aspx

https://estore.ti.com/430BOOST-SENSE1-MSP430-Capacitive-Touch-BoosterPack-P2361C42.aspx

http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/ez430-rf2500.html

http://www.freescale.com/webapp/sps/site/prod_summary.jsp?code=MMA7260QT

http://www.scholarpedia.org/article/Spike_sorting

http://en.wikipedia.org/wiki/K-means_clustering

http://www.ee.bgu.ac.il/~pinit/Models/thesis/full/thesis.zip


לרכב רישוי לוחיות של אוטומטי ניתוחAutomatic analysis of car license plates

תיאור:One of the things necessary for designing a completely automatic system for opening a gate without installing a signal transmitter in each car, is a system which can read the license plate of an approaching vehicle, and see whether or not it is permitted to enter. The goal of this project is to design such a system. License plates come in different sizes and in different width-height ratios, the fonts used for digits on license plates are not the same for all license plates. These problems, and the changing weather conditions, are what make the field of license plate recognition a good candidate for testing image processing and pattern recognition tools. The main step is separating each digit from the license plate using image processing tools. Then we built a kNN classifier, using a training set based on digits extracted from training dataset.

תכולה: את , מאתרת רישוי לוחיות של תמונה המקבלת C או MATLAB תוכנת כתיבתהמכונית. מספר את ומזהה מהספרות אחת כל מיקום

דרישות:.I אותות של ספרתי , עיבודI סטטיסטי אותות עיבודמעולה. תכנות יכולת

עם: בשיתוף-

מנחה:גולדברגר דר' יעקב

אקדמי: אחראיגולדברגר דר' יעקב

סטודנטים:

מקורות:1. Data set of 430 license plates

29

10

שםהפרויקט:

SVM אלגוריתם בעזרת מודפסות אותיות זיהויOptical character recognition using the SVM algorithm

תיאור:Optical character recognition, usually abbreviated to OCR, is the automatic translation of scanned images of handwritten, typewritten or printed text into machine-encoded text. In this project we will apply template based classification methods (such as SVM and K-nearest neighbors) to the problem of optical character recognition. It is a good task for students who want to try learning state of the art pattern recognition methods on real-world data while spending minimal efforts on preprocessing and formatting.

תכולה: עבור ומחליטה[ 1] האותיות מאגר את המנתחת C או MATLAB תוכנת כתיבת

תמונה כלבה. המופיעה האות את

דרישות:.I אותות של ספרתי , עיבודI סטטיסטי אותות עיבודמעולה. תכנות יכולת

עם: בשיתוף-

מנחה:גולדברגר דר' יעקב

אקדמי: אחראיגולדברגר דר' יעקב

סטודנטים:

מקורות:1. Data set: http://yann.lecun.com/exdb/mnist/

2. A trainable feature extractor for handwritten digit recognition, F. Lauer , C. Suen , G. Bloch , Pattern Recognition 40, 6 (2007) 1816-1824.

3. A practical guide to support vector classification. C. Hsu, C.Chang and C. Lin, Department of Computer Science and Information Engineering, National Taiwan University, Taipei, 2003.

http://www.csie.ntu.edu.tw/~cjlin/libsvm/

30

http://www.csie.ntu.edu.tw/~cjlin/libsvm/

http://yann.lecun.com/exdb/mnist/

11

הפרויקט: שם

פנים תמונות עבור תנועה לכידתFacial Motion Capture

תיאור:Motion פרוייקט במסגרת Captureבקוד נפתח המפותח פתוח וניישם בביה"ס,

במקביל, ע"י מצלמות ממספר וידאו בסרט פנים תנועות אחרי לעקיבה אלגוריתם ממדית תלת אנימציה לתוכנת נעביר התוכנה שתספק המידע בסמנים. את שימוש

שהוקלטה. התנועה על המבוססים אנימציה קטעי ליצור ע"מתכולה:

.C++ תוכנת קיימים, כתיבת אלגוריתמים ע"ב תנועה ללכידת אלגוריתם פיתוחדרישות:

לתכנת! שיודעים סטודנטיםממדית. תלת בגרפיקה ו/או ממוחשבת בראיה מתעניינים

תמונה". "עיבוד קורס רצויעם: בשיתוף

מנחה:דרום טל

אקדמי: אחראיקלר דר' יוסי

סטודנטים:

מקורות:1. Animation from observation: Motion capture and motion editing, Michael Gleicher, ACM

SIGGRAPH Computer Graphics, Vol 33, Issue 4 (November 2000).2. Skeleton-based motion capture for robust reconstruction of human motion, Herda, L.; Fua,

P.; Plankers, R.; Boulic, R.; Thalmann, D., Proceedings of Computer Animation 2000.

31

12


גוף תנועות עבור תנועה לכידתBody Motion Capture

תיאור:Motion פרוייקט במסגרת Captureבקוד נפתח המפותח פתוח וניישם בביה"ס,

במקביל, ע"י מצלמות ממספר וידאו בסרט גוף תנועות אחרי לעקיבה אלגוריתם ממדית תלת אנימציה לתוכנת נעביר התוכנה שתספק המידע בסמנים. את שימוש

פרוייקט הנו שהוקלטה. הפרוייקט התנועה על המבוססים אנימציה קטעי ליצור ע"מתשס"ע. בשנת שבוצע לפרוייקט המשך

תכולה:C++ תוכנת קיימים, כתיבת אלגוריתמים ע"ב תנועה ללכידת אלגוריתם פיתוח

דרישות:לתכנת! שיודעים סטודנטיםממדית. תלת בגרפיקה ו/או ממוחשבת בראיה מתעניינים

תמונה". "עיבוד קורס רצויעם: בשיתוף

מנחה:דרום טל


סטודנטים:

מקורות:1. Animation from observation: Motion capture and motion editing, Michael Gleicher, ACM

SIGGRAPH Computer Graphics, Vol 33, Issue 4 (November 2000).2. Skeleton-based motion capture for robust reconstruction of human motion, Herda, L.; Fua,

P.; Plankers, R.; Boulic, R.; Thalmann, D., Proceedings of Computer Animation 2000.

32

13


פרמטרית לא הדדית אינפורמציה שערוך ע"י תמונות של רגיסטרציה

תיאור: תמונה. בעיבוד מרכזית בעיה הינה אוביקט אותו של שונים ממקורות תמונות התאמת

לתמונותMRI תמונות להתאים הצורך עולה למשל כך CTבתמונות רפואיות. זה. מסוג לתמונות המתאימה דמיון מידת הינה תמונות בין ההדדית האינפורמציה נומרית. לאחרונה יציב ולא קשה הינו ההדדית האינפורמציה של ישיר אולם, חישוב

הורחבה אשר ההדדית האינפורציה של פרמטרי לא לשערוך חדשנית גישה פותחה תמונות בין התאמה אלגוריתם נפתח הפרויקט גולדברגר. במסגרת דר' יעקב בידי

אלו. רעיונות על המבוסס רפואיתתכולה:

בסביבת רפואיות לתמונות הדדית אינפורמציה מבוסס התאמה אלגוריתם מימושMatlab

דרישות:אין

עם: בשיתוף

מנחה:קלר דר' יוסי


סטודנטים:גרינברג שגיא

מקורות:1. Paul A. Viola, William M. Wells III. Alignment by Maximization of Mutual Information.

International Journal of Computer Vision, 1997: 2. Mutual information based dimensionality reduction with application to non-linear regression,

Lev Faivishevsky and Jacob Goldberger. IEEE International Workshop on Machine Learning for Signal Processing (MLSP), 2010

33

14


דיפוזיה במרחבי דיבור זיהוי

תיאור: פרויקט רבים. במסגרת יישומים ובעל אותות בעיבוד ותיק מחקר נושא הינו דיבור זיהוי

Diffusion ה בסיס על מימדים בהורדת המשתמש דיבור זיהוי אלגוריתם נממש זהFramework.

תכולה:Matlab בסביבת דיבור זיהוי אלגוריתם מימוש

דרישות:אין

עם: בשיתוף



סטודנטים:מור שגיא

מקורות:1. S. Lafon, Y. Keller and R. R. Coifman, “Data fusion and multi-cue data matching by diffusion

maps”. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. Vol. 28, No. 11, pp. 1784- 1797, 2006

34

15


לסצינה אדפטיביים מרקוביים מודלים שערוך באמצעות תנועה ניתוח

תיאור: מערכת נממש זה ממוחשבת. בפרויקט בראיה מרכזי מחקר נושא הינו תנועה ניתוח

המחושבHMM מרקובי מודל ע"י נתונה בסצינה התנועה מאפיני את המייצגת לומדת ולזהות עקיבה ביצועי לשפר מאפשר המרקובי תנועה. המודל עוקב של קלט מתוך

חשודות. תנועותתכולה:

נייחת מצלמה עם מערכת עבור תמונה עיבוד מבוסס עוקב מימוש.1העוקב פלט סמך על סצינה המיצג מרקובי מודל חישוב.2וויטרבי אלגוריתם הפעלת י"ע חשודות תנועות זיהוי מערכת פיתוח.3

דרישות:אין

עם: בשיתוף



סטודנטים:

מקורות:

35

16


Embedding extension via L1 optimized spectral embeddingתיאור:

של רב במגוון כיעילים הוכחו ספקטרליים פירוקים בסיס על ניתוח אלגוריתיאלגוריתמים בלמידה ובעיות אפליקציות חישוב על מבוססים אלו ממוחשבת.

אחת מטריצות של עצמיים וקטוריים בהרחבת הינה המרכזיות הבעיות קרנל. בפרויקט בסט שאינו חדש למידע האלגוריתמים אלגוריתם נפתח זה הלמידה.

תוךNystrom אלגוריתם את המרחיב והתאמה זמנים בו קרנלים במספר שימוש .L1 regression ב ימומש ע"י מידע ל שלהם אופטימלית

תכולה: בסביבת רפואיות לתמונות הדדית אינפורמציה מבוסס התאמה אלגוריתם מימוש

Matlabדרישות:

איןעם: בשיתוף



סטודנטים:זילברשמידט ישראל

מקורות:1. Kai Zhang, James T. Kwok. Density-Weighted Nystrom Method for Computing Large Kernel

Eigen-Systems, Neural Computation

36

תקשורתל מעבדהה


ברגל דר' איציק

37



38


הנחייה צוותפרויקט שםמס"דשפיגל דר' סולון5.8GHz לתדר יעיל הספק מגבר1שפיגל דר' סולוןUHF RFID (1) של ומימוש תכנון2שפיגל דר' סולוןUHF RFID (2) של ומימוש תכנון3 אנטנות מרובתCSMA רשת של ואופטימיזציה סימולציה4

(MIMO)ברגל דר' יצחק

קודי עםCSMA רשת של ואופטימיזציה מימוש5קונבולוציה

ברגל דר' יצחק

זהבי פרופ' אפיOFDM תקשורת מערכת של ראשוני סנכרון 6 זהבי פרופ' אפריםOFDM תקשורת מערכת של ראשוני סנכרון 7

דר' יעקבגולדברגר

בינרי טורבו צופן של איטרטיביMAP פענוח בין השוואה8LDPC צופן של איטרטיבי לפענוח

ברוס שרגא'דר

על המבוססים דחיסה אלגוריתמי של ומימוש הכרה9האינפורמציה תורת עקרונות

דר' ענליהסומך-ברוך

[email protected] ברגל דר' יצחק[email protected]זהבי: פרופ' אפי

[email protected] ברוס שרגא'דר[email protected] סומך-ברוך דר' ענליה[email protected] שפיגל דר' סולון

39






פרויקטים רשימתמפורטת

40

הפרויקט: שם15.8GHz לתדר יעיל הספק מגבר

1 watt 5.8GHz high efficiency GaAs Power Amplifier:רתיאו

Wireless communication relies on one or more power amplifier responsible to deliver the required output power at the antenna. To maintain high efficiency levels, the power amplifier must operate in the non-linear region which increases the signal distortion. High order modulation requires linear amplifiers to minimize the signal distortion, leading to a reduction of the power efficiency.

In this project, the students will design a 6V high efficiency GaAs power amplifier with adaptive control over the device operation point to improve the power efficiency under low output power levels.

תכולה:The students will study the theory of power amplifiers. The main phases of this project can be implemented into the following steps: Overview of classes of power amplifiers and literature overview. Implement and simulate an ideal model using GaAs FET devices for determining the optimum load impedance, power efficiency and output power. Design the circuit for adaptive control of the bias profile of the power amplifier. Design the power amplifier using physical models and integrate the adaptive bias profile circuit. IC layout and verification of the power amplifier

Design tools: ADS 2011דרישות:

Analog IC designעם: בשיתוף

-מנחה:

שפיגל דר' סולוןאקדמי: אחראי

שפיגל דר' סולוןמקורות:

Selected articles

41

הפרויקט: שם2UHF RFID (1) של ומימוש תכנון

Design and implementation of UHF RFID (1):רתיאו

Passive UHF RFID is becoming an increasing important in identification and recognition of industrial items ranging from printers to automotive markets. ISO 18000-6 and EPC global C1 G2 define and regulate the protocol and communication between the RFID transponder and the passive tags. The figure below indicates the block diagram of the passive UHF tag.

The objective of the project is to development the analog front-end of UHF RFID passive tag.תכולה:

Two groups will be selected to develop the analog front-end of UHF passive tag. The 1st group (group 1) will focus on (1) system aspects of RFID tag and reference design. The 2nd group (group 2) will focus on the analog IC implementation of the analog front-end.Scope of activities, for group 1 (system and reference design): Literature overview: design and system considerations of RFID tags. Understanding of the system specifications and design considerations. Development of a simulation platform for system level implementation using Agilent system Vue and/or ADS. Deliverable: Validation of the analog front-end. Implement a reference design using discrete components Measurements of the reference designDesign tools: Agilent System Vue and ADS 2011

דרישות:Analog IC design

עם: בשיתוף-

מנחה:שפיגל דר' סולון

אקדמי: אחראישפיגל דר' סולון

מקורות:ISO 18000-6 and EPC global C1 G2

42

הפרויקט: שם3UHF RFID (2) של ומימוש תכנון

Design and implementation of UHF RFID (2):רתיאו

Passive UHF RFID is becoming an increasing important in identification and recognition of industrial items ranging from printers to automotive markets. ISO 18000-6 and EPC global C1 G2 define and regulate the protocol and communication between the RFID transponder and the passive tags. The figure below indicates the block diagram of the passive UHF tag.

The objective of the project is to development the analog front-end of UHF RFID passive tag.תכולה:

Two groups will be selected to develop the analog front-end of UHF passive tag. The 1st group (group 1) will focus on (1) system aspects of RFID tag and reference design. The 2nd group (group 2) will focus on the analog IC implementation of the analog front-end.Scope of activities, for group 2 (analog IC design): Literature overview: A design and circuit consideration of RFID tags (low power). Understanding of the low power analog IC design. Development of low power circuits: rectifier, demodulator, modulator and clock generation. Integration of analog front-end. Layout of the analog front-end IC.Design tools: Cadence and ADS 2011.Process: Tower 180nm process TS18SL.

דרישות:Analog IC design

עם: בשיתוף-

מנחה:שפיגל דר' סולון

אקדמי: אחראישפיגל דר' סולון

מקורות:ISO 18000-6 and EPC global C1 G2

43

הפרויקט: שם4(MIMO) אנטנות מרובתCSMA רשת של ואופטימיזציה סימולציה

Simulation and optimization of MIMO-CSMA network:רתיאו

במערכתMIMO) אנטנות במספר שימוש בקצבי משמעותי שיפור מאפשר תקשורת ( רכב, בשימוש כבר נמצאותMIMO הפרעות. מערכות עם טובה יותר התקשורת, והתמודדות

מנוהלות. ברשתות בעיקר אךמאפשרCSMA פרוטוקול ברשת. ההפרעות בכמות ולשלוט מבוזרת בצורה רשת לנהל

ישודרו לא ממנו שקט איזור סביבו ליצור ברשת שידור הקולט למקלט מאפשר הפרוטוקול הוא זה שקט איזור של אלחוטית, המחיר תקשורת אותו. ברשת שיחסמו נוספים שידורים נפח להקטנת יגרום מדי גדול שקט אזור ברשת, ולכן זמניים הבו השידורים מספר הקטנת

ברשת. התקשורת קצבי , ויבחנוCSMA פרוטוקול עםMIMO תקשורת רשת של סימולציה תבוצע בפרויקט

המערכת. פרמטרי של האופטימלית והבחירה ברשת להעברה הניתנים התקשורתתכולה:

המערכת ביצועי , בחינתMIMO-CSMA מערכת המדמהMatlab תוכנת כתיבת כולל הפרויקטהמערכת. של ואופטימיזציה שונים בתרחישים

דרישות:I אותות של ספרתי עיבוד

I, II ספרתית תקשורתהאינפורמציה תורת

עם: בשיתוף-

מנחה:ברגל דר' יצחק

אקדמי: אחראיברגל דר' יצחק

מקורות:1. A. Hasan and J. G. Andrews, “The guard zone in wireless ad hoc networks,” IEEE Trans. on Wireless

Communications, vol. 6, no. 3, Mar. 2007, and references therein.2. D. Gesbert, M. Shafi, S. Da-shan, P.J. Smith and A. Naguib, “From theory to practice: an overview of

MIMO space-time coded wireless systems,” IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 21 no. 3, pp 281 – 302, April 2003 .

44

הפרויקט: שם5קונבולוציה קודי עםCSMA רשת של ואופטימיזציה מימוש

Implementation and optimization of convolutional encoded CSMA system:רתיאו

מאפשרCSMA פרוטוקול לא ממנו שקט אזור סביבו ליצור ברשת שידור הקולט למקלט זה שקט איזור של אלחוטית, המחיר תקשורת אותו. ברשת שיחסמו נוספים שידורים ישודרו

להקטנת יגרום מדי גדול שקט איזור ברשת, ולכן הבו-זמניים השידורים מספר הקטנת הואברשת. התקשורת נפח

ויבחנוCSMA פרוטוקול עם תקשורת רשת תמומש בפרויקט הניתנים התקשורת קצבי , השקט. האיזור גודל של האופטימלית והבחירה ברשת להעברה

תכולה:המדמהMatlab/C תוכנת כתיבת כולל הפרויקט עםCSMA מערכת ומפענחי מקודדי

השקט. האזור גודל של ואופטימיזציה שונים בתרחישים המערכת ביצועי קונבולוציה, בחינתדרישות:

I אותות של ספרתי עיבודI, II ספרתית תקשורת

האינפורמציה תורתעם: בשיתוף

-מנחה:

ברגל דר' יצחקאקדמי: אחראי

ברגל דר' יצחקמקורות:

A. Hasan and J. G. Andrews, “The guard zone in wireless ad hoc networks,” IEEE Trans. on Wireless Communications, vol. 6, no. 3, Mar. 2007, and references therein.

45

הפרויקט: שם6OFDM תקשורת מערכת של ראשוני סנכרון

Initial Synchronization of OFDM system תאור:

בשיטת עובדים לסוגיהןWLAN ומערכות הרביעי מהדור סלולריות מערכות האחרונות בשנים . ויעילה דינמית בצורה והספק תדרים של משאבים הקצאת המאפשרתOFDM של מודלוציה התאורטי לימוד הינה הפרויקט . מטרת , זמן, וערוץ לתדר סנכרון שיטות פותחו לאחרונה

המסנכרן. חומרה, ומימוש הסנכרון, סימולציה, תכנון שיטות שלתכולה:

תקשורת של והבנה לימוד OFDMטופלוגיות. במספרהסנכרון. בעית של והבנה לימודסימולצית Matlabהסנכרון. אלגורתמי לבחינת מסמך כתיבת HLDהביט. ברמת סימולציה וכתיבתובדיקתה. לרכיב התוכנה כתיבת

דרישות:.VHDL בכתיבה א' קורס בסמסטר לקחת יש

אלחוטית. ספרתית תקשורת תקשורת ב' לקורס בסמסטר להאזין רצויספרתי. אותות בעיבוד קורס ולקחו ספרתית בתקשורת גבוה ציון שקיבלו לסטודנטים מומלץ

עם: בשיתוף

מנחה: פרופ' זהבי

אקדמי: אחראיפרופ' זהבי

מקורות:לדוגמא: המקצועית מהספרות מאמרים

1. Alan J. Coulson, “Maximum Likelihood Synchronization for OFDM Using a Pilot Symbol: Algorithms," IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 19, No. 12, Dec. 2001.

2. IEEE 802.11A standard.

46

הפרויקט: שם7קוטבי קוד מסוג לקוד ומפענח מקודד

Encoder and decoder for polar codeתאור:

הערוץ לקיבולת קרובות תוצאות המשיגה לקידוד חדישה שיטה מהווה קוטבי קוד לראשונה הוצג זה חדש האינפורמציה. נושא תורת של התאוריה ידי על המובטחים

ולקידוד מקור לקידוד לשמש יכולה זו . שיטה2008-9 בשנים אריקן החוקר ידי עלערוץ!

את ולממש זו חדישה קידוד שיטת ללמוד יצטרכו הסטודנטים הפרויקט במסגרת פרמטרי שינוי של כפונקציה הקידוד בצועי את ויבחנו בתוכנה והמפענח המקודדהמימוש.

ושלבי תכולההפרויקט:

אלה. קודים של התאוריה לימודא.

. ומפענח מקודד בנייתב.המימוש. פרמטרי של כפונקציה סימולציות של מסיבית הרצהג.

דרישות:

(85 מעל )ציון שגיאות לתיקון לקודים מבואעם: בשיתוף

-מנחה:

גולדברג ודר' יעקב זהבי פרופ' אפריםאקדמי: אחראי

זהבי פרופ' אפריםמקורות:

1. E. Arikan, "Channel Polarization: A Method for Constructing Capacity-Achieving Codes for Symmetric Binary-Input Memoryless Channels," Information Theory, IEEE Transactions on, vol. 55, pp. 3051-3073, 2009.

2. Ali Eslami , Hossein Pishro-Nik. “Practical Approach to Polar Codes” http://arxiv.org/find/cs,math/1/au:+Eslami_A/0/1/0/all/0/1, arXiv:1107.5355v1

47

http://arxiv.org/abs/1107.5355

http://arxiv.org/find/cs,math/1/au:+Eslami_A/0/1/0/all/0/1

http://arxiv.org/find/cs,math/1/au:+Pishro_Nik_H/0/1/0/all/0/1

http://arxiv.org/find/cs,math/1/au:+Eslami_A/0/1/0/all/0/1

הפרויקט: שם8 צופן של איטרטיבי לפענוח בינרי טורבו צופן של איטרטיביMAP פענוח בין השוואה

LDPCIterative decoding of binary turbo code and LDPC code

:רתיאו The students will first implement a standard iterative decoder for a parallel concatenated binary convolutional code (PCTC). Then they will implement an iterative decoder will for LDPC code.

תכולה: וסימולציתMATLAB בשפת האלגוריתם איטרטיבי. כתיבת טורבו מפענח של מודולרי תכנון

ביצועים.דרישות:

1 ספרתית תקשורתעם: בשיתוף

-מנחה:

ברוס שרגא'דראקדמי: אחראי

ברוס שרגא'דרמקורות:

1. R. Johannesson and K. Sh. Zigangirov, "Fundamentals of convolutional coding," IEEE Press, Piscataway, NJ 1999.

2. Papers from current literature.

48


תורת עקרונות על המבוססים דחיסה אלגוריתמי של ומימוש הכרההאינפורמציה

Implementation and understanding of compression algorithms based of Information Theoretic principles

תיאור:This project involves understanding the Information-Theoretic principles lying in the basis of several compression algorithms. Among the algorithms that will be inspected are Lempel-Ziv based algorithms and Arithmetic Coding. The project will include several implementations in Matlab and C, and the performance of the algorithms will be evaluated.

תכולה:סימולציות בבסיס העומדים האינפורמציה תורת עקרונות הכרת האלגוריתמים,

Matlabמקבילי" מימוש האלגורתמים, כולל של שונים האלגוריתמים, מימושים של" ובחינתם.C בשפת ומימוש

דרישות: אותות של ספרתי , עיבודI סטטיסטי אותות ורעש, עיבוד אקראיים הסתברות, אותות

Iאותות של ספרתי , עיבוד IIאותות בעיבוד מתקדמת , מעבדהעם: בשיתוף

-מנחה:

סומך-ברוך דר' ענליהאקדמי: אחראי

סומך-ברוך דר' ענליהסטודנטים:

מקורות:1. J. Ziv and A. Lempel, "Compression of individual sequences via variable-rate coding," IEEE

Transactions on Information Theory, vol. 24, no. 5, pp. 530-536, 1978.

2. J. Ziv and A. Lempel, “A universal algorithm for sequential data compression,” IEEE Trans. on Information Theory, vol. 23, no. 3, pp. 337-343, 1977.

3. T. M. Cover and J. A. Thomas, “Elements of Information Theory,” John Wiley and Sons, 2006.

49

http://ieeexplore.ieee.org/search/srchabstract.jsp?tp=&arnumber=1055714&queryText%3D((Authors%3Alempel)+AND+Authors%3Aziv)%26openedRefinements%3D*%26filter%3DAND(NOT(4283010803))%26matchBoolean%3Dtrue%26searchField%3DSearch+All

http://ieeexplore.ieee.org/search/srchabstract.jsp?tp=&arnumber=1055934&queryText%3D((Authors%3Alempel)+AND+Authors%3Aziv)%26openedRefinements%3D*%26filter%3DAND(NOT(4283010803))%26matchBoolean%3Dtrue%26searchField%3DSearch+All

מעבדההאלקטרואופטיקהל


זלבסקי פרופ' זאב

51



52

פרויקטים: רשימת הנחייה צוותפרויקט שםמס"ד

1.

שלי דר' אבימאור נשלט אלקטרוני לוגי שער זלבסקי פרופ' זאב

דואדי דר' חמוטלניורונים של גידול להכוונת אופטי אלומה בעיצוב שימוש.2גבע נועה

זלבסקי פרופ' זאבשפי דר' אורית

שוורץ אריאלחיים אותות וחישת טווח לחישת יכולת בעל רובוט בניית.3 זלבסקי פרופ' זאב

קולברג דר' אלי ו-DNA מבני על להשפעה ובאור חלקיקים בננו שימוש.4

RNAפולק דר' פזית

זלבסקי פרופ' זאבשפי דר' אורית

רב לייזר בעזרתTapering לביצוע אופטית מערכת שיפור.5סיביים פנים רכיבים בניית לצורכי עוצמה

סינואני פרופ' משה זלבסקי פרופ' זאב

מימוש לצרכי סיבים לתוך ברזל ננו-מוטות הכנסת.6פנים-סיבי מודולטור

ברקוביץ דר' גרימאירי עמיחי

זלבסקי פרופ' זאב בעזרת סיליקון משבב אלקטרונית אינפורמציה חישת.7

דימות סינואני פרופ' משהזלבסקי פרופ' זאב

דר' ארקדיפסיבי פריזמתי שמש אור מרכז.8רודניצקי

זלבסקי פרופ' זאב אולטרה-סוניים צלילים מבוססת לעיוור נחייה מערכת.9

משולש( )פרויקטמאירי עמיחי

שמר דר' אמירזלבסקי פרופ' זאב

10.

מימדי תלת מיקום על מדויקת לשליטה חשמלית מערכתביו-רפואיות לאפליקציות קפסולה של

שמר דר' אמירפולק דר' פזית

זלבסקי פרופ' זאב11

. בקרני רפואיים צילומים לכיול תמונה עיבוד אלגוריתם

גמאשוורץ אריאל

זלבסקי פרופ' זאב12

.Pile-up effect correction in single molecule TCSPC based experiments

תורג'מן ליאורפיקסלר דר' דרור

13.

יחס על קונפוקלי במיקרוסקופ החריר גודל השפעת(FLIM) תפלואורסנטי חיים זמן בתמונת לרעש אות

תורג'מן ליאורפיקסלר דר' דרור

14.

בעזרת אנושי עור תוך אל חומרים חדירת עומק מדידתאופטי מידע בעיבוד ושימוש פלואורסצנטיים חומרים

וינריב הדספיקסלר דר' דרור

15.

מערכת של ובקרה לשליטה אוטומאטית הפעלהמרקמות חוזר אור למדידת

אנקרי רינתפיקסלר דר' דרור

16.

האור עוצמת ממדידות ופיזור בליעה מקדמי חילוץמרקמות המוחזר

אנקרי רינתפיקסלר דר' דרור

17.

תקשורת בערוצי ליניאריים לא אפקטים של סימולציהמתקדמים אופטית

בקיש עידןצדוק דר' אבי

18.

פסיבי פוטוני רכיב של וטולרנסים ביצועים אנליזתwavelet התמרות למימוש

כליפה רןצדוק דר' אבי

קראוס טליחלולים סיבים על המבוסס סביבתי לניטור חיישן19

53

צדוק דר' אבי

[email protected] זלבסקי פרופ' זאב[email protected] פיקסלר דר' דרור[email protected] צדוק דר' אבי

[email protected] שפי דר' אורית

54






55

פרויקט שם1מאור נשלט אלקטרוני לוגי שער

Photo-Initiated Electronic Logic Gateתיאור:

מצע על לוגי שער על המבוצעים בניסויים והשתתפות סימולציות ביצוע כולל הפרויקט בבר-אילן. עיקרון שפותח ייחודי מטרי מיקרו רכיב על אור. מדובר ע"י הנשלט סיליקון

deep של ממצב מעבר כולל הרכיב של הפעולה depletionלמצב inversion של אחר. באזור שקורה מה על שליטה כך וע"י ברכיב מסוים באזור התאורה בהפעלת

למימוש הרכיבים של נכון חיווט יכיל והפרויקט רבים רכיבים מכיל שנבנה השבבהפרויקט נשלטי חשמליים לוגיים שערים להתאים ויכול מחקרי אופי בעל אור.

מתקדם. לתואר זה בכוון להמשיך המעונינים לסטודנטיםתכולה:

מכן ולאחר הרכיב ביצועי של נומרית לבחינהCOMSOLו-Matlab בתוכנות סימולציותבמעבדה. ביצועיו בדיקת

דרישות: אלקטרו-אופטיות, ומערכות לאלקטרו-אופטיקה, התקנים מבוא

מיקרו-אלקטרוניקהעם: בשיתוף

שלי אבי ד"רמנחה:

מאירי עמיחיאקדמי: אחראי

שלי ודר' אבי זלבסקי פרופ' זאבמקורות:

דרישה פי על יינתנו טכניים מאמרים

56

פרויקט שם2ניורונים של גידול להכוונת אופטי אלומה בעיצוב שימוש

Using optical means for guided growth of neuronsתיאור:

נירונים של מבוקר גידול יכוין לייזר אור בו אשר ניסוי יבוצע זה פרויקט במסגרת עיצוב על אמת בזמן שליטה של יכולות על תתבסס התבניות רצויות. הטלת בתבניות ויכול מחקרי אופי בעל בבר-אילן. הפרויקט הקיים מרחבי אור מאפנן רכיב ע"י אלומה

מתקדם. לתואר זה בכוון להמשיך המעונינים לסטודנטים להתאיםתכולה:

וביולוגי. אופטי ניסוי ביצועדרישות:

והתקנים מערכות אופטו-אלקטרוניקהעם: בשיתוף

לביו-הנדסה המעבדהמנחה:

גבע ונועה דואדי דר' חמוטלאקדמי: אחראי

שפי ודר' אורית זלבסקי פרופ' זאבמקורות:

דרישה פי על ינתנו מאמרים

57

פרויקט שם3חיים אותות וחישת טווח לחישת יכולת בעל רובוט בניית

Construction of a robot with ranging and life sensing capabilitiesתיאור:

ומערכת טווח לחישת מערכת תשולב בו מיוחד רובוט יבנה זה פרויקט במסגרת וצורת קצב )הכוללים חיים אותות של מרחוק לחישה בבר-אילן שפותחה חדשניתכדי ספיקת מדידת וכן הלב פעימת בזמן אדם חיי להצלת מערכת לפתח הדם(

על את המשלב ושלב בנפרד מודול כל של הפעלה של שלב יכיל שריפה. הפרויקט ובדיקת המערכת חלקי כל של אינטגרציה תבוצע הרובוט. לבסוף על-גבי המודולים

שלה. הפונקציונליותתכולה:

ניסויי בנפרד. ביצוע הוכחה שעבודתם מודולים מכמה המורכבת המערכת בנייתמעבדה.

דרישות:לאופטיקה מבוא

עם: בשיתוףמחשבים להנדסת המעבדה

מנחה:שוורץ אריאל

אקדמי: אחראיקולברג ודר' אלי זלבסקי פרופ' זאב

מקורות:דרישה פי על ינתנו מאמרים

58

פרויקט שם4RNA וDNA מבני על להשפעה ובאור חלקיקים בננו שימוש

Using nanoparticles and light to affect DNA and RNA structuresתיאור:

וDNA למבני מחוברים ננו-חלקיקים בו אשר חדשני ניסוי יבוצע זה פרויקט במסגרתRNAובעזרת תוך גל באורך תאורה הפעלת פוטונית במערכת שימוש מתאים,

שולטים ול- DNAל- הקורים הכימיים/ביולוגיים התהליכים על מתאימה, RNA. זה בכוון להמשיך המעונינים לסטודנטים להתאים ויכול מחקרי אופי בעל הפרויקט

מתקדם. לתוארתכולה:


לאופטיקה מבואעם: בשיתוף

לביו-הנדסה המעבדהמנחה:

פולק דר' פזיתאקדמי: אחראי



59

פרויקט שם5 בניית לצורכי עוצמה רב לייזר בעזרתTapering לביצוע אופטית מערכת שיפור

סיביים פנים רכיביםImprovement of laser based tapering rig for construction of in-fiber devices

תיאור: פנים-סיביים רכיבים לבניית קיימת מערכת של שיפור יבוצע זה פרויקט במסגרת

הפרויקט שלה. מטרת מבוקרת ומשיכה עוצמה רב לייזר עם זכוכית חימום בעזרת אחיד לפיזור אופטיים רכיבים הכנסת ע"י הקיימת המערכת ביצועי של שיפור הינה סיביים פנים רכיבים מספר של ייצור מכן ולאחר הלייזר של החימום אנרגיית של יותר

בעזרתה.תכולה:

דוגמא רכיב ובניית מערכת בנייתדרישות:

אופטית תקשורתעם: בשיתוף

מנחה:סינואני פרופ' משה

אקדמי: אחראיסינואני ופרופ' משה זלבסקי פרופ' זאב

מקורות:דרישה פי על יינתנוTapering מערכות על טכניים מאמרים

60

פרויקט שם6פנים-סיבי מודולטור מימוש לצרכי סיבים לתוך ברזל ננו-מוטות הכנסת

In-fiber nanorods based modulatorתיאור:

המבוסס סיבי פנים מאפנן של ניסיוני ומימוש תכנון, בנייה יבוצע זה פרויקט במסגרת כוחות הפעלת מתאים. ע"י חור נקדח בו זכוכית סיב לתוך מברזל ננו-מוט הכנסת על

האור יאופנן ובכך הננו-מוט של המרחבי מיקומו על שליטה תבוצע חיצוניים מגנטייםהסיב. ליבת דרך שעובר

תכולה:מעבדה ניסויי דוגמא, ביצוע רכיב נומרי, בניית תכנון

דרישות:אופטית תקשורת

עם: בשיתוף

מנחה:מאירי ועמיחי ברקוביץ דר' גרי

אקדמי: אחראיזלבסקי פרופ' זאב

מקורות:דרישה פי על יינתנו טכניים מאמרים

61

פרויקט שם7דימות בעזרת סיליקון משבב אלקטרונית אינפורמציה חישת

Usage of photonic imaging to detect electronic information on silicon chipsתיאור:

ופיתוח להנדסה לביה"ס שהובא חדשני מיקרוסקופ במכשיר שימוש כולל הפרויקט אינפורמציה זיהוי לצורך מיוחד אופטי מערך וכןMatlab ב תמונה עיבוד אלגוריתם של

אופטיים. דימות באמצעי סיליקון של שבב על הנמצאת אלקטרוניתתכולה:

במעבדה ואפיונו בנייתו מכן ולאחר מיוחדת נומרית בתוכנה הרכיב תכנוןדרישות:

אופטית תקשורתעם: בשיתוף

מנחה:סינואני פרופ' משה

אקדמי: אחראיסינואני ופרופ' משה זלבסקי פרופ' זאב

מקורות:דרישה פי על יינתנו מאמרים

62

פרויקט שם8פסיבי פריזמתי שמש אור מרכז

Prismatic passive concentration of sun lightתיאור:

שמש אור של יעיל לאיסוף ננו-טכנולוגיות בשיטות המטפלNano-Energy של התחום שהשמש זה. כיוון אנרגיה במקור הגלום הפוטנציאל בגלל מאוד מתפתח תחום הינו

תא לתוך שלה האנרגיה את יעיל באופן לרכז בשמים, קשה מיקומה את משנה אופטי אלמנט הכוללת פסיביים. שיטה שלו, באמצעים בשטח הקטן פוטו-וולטאי

המתקבלים. הריכוז ומידת נצילות את לשפר יכולה בבר-אילן שפותחה מיוחד פריזמתי ביצוע מכן ולאחר זה אופטי אלמנט ביצועי ובדיקת תכנון יבוצע זה פרויקט במסגרת

בשטח. ניסוייתכולה:

בניסוי. ובדיקתו ביצועיו, ייצורו בדיקת מכן ולאחר האלמנט תכנוןדרישות:

אלקטרו-אופטיות ומערכות לאלקטרו-אופטיקה, התקנים מבואעם: בשיתוף

מנחה:רודניצקי דר' ארקדי



63

פרויקט שם 9אולטרה-סוניים צלילים מבוססת לעיוור נחייה מערכת

Ultra sound based blinds guiding systemתיאור:

אולטרה-סוניים. צלילים על המבוססת לעיוורים נחייה מערכת תפותח זו במסגרת לעצם המרחק ואת הכיוון את לדעת מסוגל שהאדם העובדה על מבוססת המערכת

נשתמש המייצר לדוגמה: לצליל חזותי מידע לתרגם כדי זו בעובדה צליל. כיווני. מיקומם את וכו'( ונמצא עמודים, קירות )כגון עצמים נגלה המרחב סריקת באמצעות

מיקום את לעיוור ידמה אזניות, אשר באמצעות צליל לעיוור נשדר שני במרחב, בשלב העצמים מיקום של דמיונית תמונה לבנות יוכל העיוור ובכך במיקומו אחד כל העצמיםבהתאם. ולהתנהל במרחב

נפרד: פרוייקט מהווה מהם אחד שכל שונים מודולים3מ- תבנה זו מערכת

מימדית דו תמונה ומייצרת המרחב את הסורקת אולטרה-סונית קרן.1 תמונה ומצייר במרחב עצמים המגלה אלגוריתם נפתח המערכת של זה בחלק

מערכת של כפונקציה המרחב של מימדית דו קרן על תבוסס זו מרחק. הנמצאים מעצמים ההחזרים את ומחשבת זוויות בטווח המרחב את הסורקת

העצמים. במסגרת וצורת מיקום את לזהות יהיה ניתן במרחב. באמצעותם במעבדה יבנו ובנוסף המערכת של סימולציות יבצעו הסטודנטים זה פרוייקטתוך הסריקה את המבצעת מערכת שפותח באלגוריתם שימוש הכיוונית,

כחלק את ליצור כדי הסימולציה במסגרת המערכת מבניית התמונה. נוח Labviewממשק יבנו הסטודנטים לשלוט יהיה ניתן ובו למשתמש הסורקת. הקרן של בפרמטרים

מרחביים צלילים אפיון.2 מרחביים ממיקומים המגיעים צלילים יאפיינו הסטודנטים זה פרוייקט במסגרת

יבחן הצלילים אפיון מעבדה. במסגרת ומדידות סימולציות באמצעות שוניםכחלק של והפאזה העוצמה על המרחבי המיקום השפעת הצלילים.

נוחLabview ממשק יבנו הסטודנטים מהפרוייקט במספר שליטה המאפשר הנמדדים. לצלילים הנוגעים פרמטרים

במרחב. למיקומו בהתאם רועש עצם של באוזניות הדמיה יצירת.3 כיווניים. לצלילים מרחבית תמונה המתרגם החלק הוא המערכת של זה חלק

מימדית( דו )תמונה חזותי מידע הממיר אלגוריתם יפותח הפרוייקט במסגרתידוע. במרחב שמיקומו עצם וידמה אזניות באמצעות ישודר אשר קולי למידע

תכולה:במעבדה. ובנייתם השונים המודולים של סימולציה

דרישות:אלקטרומגנטיים שדות

עם: בשיתוף

מנחה:שמר מאירי, דר' אמיר עמיחי

אקדמי: אחראישמר ודר' אמיר זלבסקי פרופ' זאב


64

10

פרויקט שם

קפסולה של מימדי תלת מיקום על מדויקת לשליטה חשמלית מערכתרפואיות ביו לאפליקציות

Electrically 3D controllable capsuleתיאור:

בכוחות לשלוט היכולהLabviewב- ממשק עם חשמלית מערכת תפותח זו במסגרת הגוף לתוך תוכנס הבא שבשלב קפסולה של במרחב מדויק מיקום על אלקטרוסטטים

בתוכו. ותנווט

הכוחות ליצירת החשמלית המערכת בבניית השתתפות יכיל הפרויקטבמעבדה. הניסויים וביצוע הממשק תוכנת כתיבת וכן המבוקרים האלקטרו-סטטיים

תכולה:מעבדה. ניסויי וביצוע המכשיר התוכנה, בניית של הממשק בניית

דרישות:אלקטרומגנטיים שדות

עם: בשיתוף

מנחה:פולק ודר' פזית שמר דר' אמיר

אקדמי: אחראישמר ודר' אמיר זלבסקי פרופ' זאב


65

11

פרויקט שם

גמא בקרני רפואיים צילומים לכיול תמונה עיבוד אלגוריתםImage processing algorithm for calibration of gamma rays medical images

תיאור: באופן חדשני, שהוכח איטרטיבי אלגוריתם ניסיונית ויבדק יפותח זה פרויקט במסגרת

לכיול קונבנציונלי מצילום המתקבלות רפואיות תמונות של אי-אחידות ראשוני, גמא. בקרינת

תכולה:גרעיני לדימות במכשיר האלגוריתם לבדיקת ניסוי וביצועMatlab ב תוכנה כתיבת

דרישות:והתקנים מערכות אופטי-אלקטרוניקה

עם: בשיתוף

מנחה:שוורץ אריאל


מקורות:דרישה פי על ינתנו מאמרים

66

12

שםהפרויקט:

Pile-up effect correction in single molecule TCSPC based experimentsתיאור:

TCSPC Time Correlated Single Photon Counting)לגילוי המשמשת טכניקה ( הינה ) חיים זמני מדידת כגון יישומים של במגוון שימוש נעשה בה אור של חלשים אותותFLIMאופטית בודדות, טומוגרפיה מולקולות של מולקולות, ספקטרוסקופיה ( של

פוטון של לרמה עד גבוהה בזמן, רגישות גבוהה ברזולוציה מצטיינת זו ועוד. טכניקה בעיקר )המוגבל רחב דינמי גבוה, תחוםSNR יחסית, יחס קצרים מדידה בודד, זמני

ההגעה זמני על ההגבר. בהתבסס של גבוהה פוטונים(, יציבות של סטטיסטיקה ע"יבונה פלואורסצנטיות מולקולות ע"י הנפלטים הפוטונים של המערכת שעוררו,

הדיוק זו המולקולה. בדרך של החיים זמן את להעריך ניתן מתוכה אשר היסטוגרמה שרואה הפוטונים כל ובנוסףהגלאי, של הפולס רוחב ע"י מוגבל איננו המדידה זמן של

מכך כתוצאה פוטונים של איבודים ישנם שני הסופית. מצד לתוצאה תורמים הגלאי האות, וכתוצאה של במחזור אחד פוטון רק לגלות מסוגל TCSPC של בודד שערוץ

)" מכך כתוצאה שנוצרת הראשון. הטעות הפוטון עיבוד כדי "עיוור" תוך שהגלאי מכךPile up effectהפלואורוסנציה עוצמת בהם אשר במדידות משמעותית להיות "( יכולה

קצרים. מדידה בזמני או בודדות מוליקולות עבור כגון חלשהתכולה:

תוך בודדת מולקולה לזיהוי Maximum-Likelihoodבשיטת אלגוריתם יכתוב הסטודנט Dead ו- Pile-up effectמה כתוצאה הפוטונים איבודי של בסטטיסטיקה התחשבות

timeחזק. מתמטי-פיזיקלי רקע הגלאי. נדרש של

דרישות: ללייזרים מבואלאופטיקה, מבוא, I סטטיסטי אותות עיבוד

מנחה:תורג'מן ליאור

אקדמי: אחראיפיקסלר דר' דרור

סטודנטים:

מקורות:1. Optimal Algorithm for Single-Molecule Identification with Time-Correlated Single-Photon

Counting, Jorg Enderlein, and Markus Sauer, J. Phys. Chem. A 2001, 105, 48-532. A Bayesian method for single molecule, fluorescence burst analysis, P. R. Barber, S. M.

Ameer-Beg, S. Pathmananthan, M. Rowley, and A. C. C. Coolen, Biomed Opt Express. 2010 November 1; 1(4): 1148–1158.

3. "Numerical simulation of pile-up distorted time-correlated single photon counting (TCSPC) data, T. Salthammer, Journal of Fluorescence Volume 2, Number 1, 23-27

67


חיים זמן בתמונת לרעש אות יחס על קונפוקלי במיקרוסקופ החריר גודל השפעת(FLIM) תפלואורסנטי

The influence of pinhole size of confocal microscope on SNR ratio in FLIM measurements

תיאור:

אופקיים בחתכים לצפות המאפשרת אופטית להדמיה טכניקה היא קונפוקלית מיקרוסקופיה בעל אופטי מיקרוסקופ על מתבססת השיטה.הנראה אור לג לאורך קרוב ביותר, בעובי דקים צר(, פוקאלי )ממישור בעצם מוגדרת מנקודה שמגיע לאור רק המאפשר( pinhole) זעיר חריר

הדוגמה של דק אופקי חתך שלם, מתקבל מישור של סריקה האור. באמצעות לגלאי להגיע בשל מוגבלת התמונה של רגיל, הרזולוציה אור במיקרוסקופ .המיקרוסקופ תחת הנבחנת

האור של הגל באורך תלויה זו תבנית של מהדגימה. גודלה המוחזר האור של העקיפה תבנית שהדגימה קונפוקלי, מכיוון לייזר סריקת העדשה. אולם, במיקרוסקופ של הנומרי ובמפתח עוצמת את ולמדוד החריר את להקטין ידוע, אפשר שמיקומם פיקסל אחר פיקסל נסרקת

קטן חלק יותר, אך טובה ברזולוציה תמונה נקבל החריר את שנקטין ככל שמתקבלת האור גבוהות, וניגודיות ברזולוציה לתמונה מביאה הדגימה לגלאי. סריקת יגיע האור מעוצמת והולך

כתוצאה .לאור המיהדג של הארוכה והחשיפה הסריקה איטיות חשבון על מושגת האיכות אך תהליכים עבור פלואורסצנטית חיים זמן תמונת של מדויקת במדידה קושי קיים מכך

מדובר אם )בפרט החריר הגדלת המצריכים חלשה פלואורסצנטית בעוצמה המתאפייניםמהירים(. דיפוזיביים בתהליכים

תכולה:

חיים זמן בתמונת לרעש אות יחס על החריר גודל להשפעת מודל יפתח הסטודנט פרמטרים בחשבון לקיחת תוך חלשים פלואורסנטיים מקורות ( עבורFLIM) פלואורסנטית

חיים זמני של מדויקת תמונה לשחזור אלגוריתם יבנה כן והדגימה, כמו המערכת של שונים ניסויים ביצוע תוך החריר של שונים גדלים עבור המתקבלות חיים זמן תמונות של סדרה מתוך

קונפוקלית. במערכתדרישות:

אופטי תמונה עיבוד ,ללייזרים מבוא, ואלקטרו-אופטיקה מודרנית לאופטיקה מבואמנחה:

תורג'מן ליאוראקדמי: אחראי

פיקסלר דר' דרורסטודנטים:

מקורות:1. "The effect of detector size on the signal-to-noise ratio in confocal polarized light microcopy",

Wilson, Török, Higdon. Journal of Microscopy. Volume 189, Issue 1, pages 12–14, January 19982. "Resolution enhancement by substraction of confocal signals taken at different pinhole sizes",

R.Heintzmann, V.Sarafis, P.Munroe, J. Nailon , T.M Jovin. Micron 34,293-300 (2003)

68

14

שםהפרויקט:

פלואורסצנטיים חומרים בעזרת אנושי עור תוך אל חומרים חדירת עומק מדידתאופטי מידע בעיבוד ושימוש

תיאור: )רפואה, דרמה-קוסמטיקה, ביולוגיה( שונים בתחומים רבים מדענים מנסים שנים מזה

רבה. הצלחה ללא אך האנושי העור עומק תוך אל שונים חומרים לחדירת לגרום פני עם אינטראקציה הגורמת אופטית הארה על המבוססת חדשה ביולוגית שיטה העור חדירות להגדלת לגרום חופשיים, מנסה רדיקליים לשחרור המובילה העור

בכדי לחומרים בחומרים שימוש נעשה השיטה יעילות את לבדוק חיצוניים. אופטיים באמצעיים שלהם החדירה עומק ובדיקת לעור המוחדרים פלואורסצנטיים

העור. תוך אל ומתמטיים שימוש תוך עורה תוך אל שונים חומרים חדירת עומק בחישוב עוסק הפרויקט איטרטיבי שחזור מאפשרGerchberg Saxton פלואורסצנטיים. אלגוריתם בחומרים

העצם של השבירה באינדקס או בעומק שינוי על מידע בתוכה הפאזה, המכילה של לפני מתחת החדירה עומק את לחשב כדי זה באלגוריתם נשתמש הנמדד. בפרויקט

השטח. של נוספים לחישובים גם בהמשך להתרחב ואמורה חדשנית הינה החישובים שיטת)דו-ממד(. שטח פני של נתונים )תלת–ממד( מתוך האופטי החדירה עומק חילוץ

תכולה: נייטרלי, שטח פני על פלורוסנטי חומר של אור עוצמת של כיול מדידות יכלול הפרויקט

מנת בע"ח. על של עור על גם )חדיר( ובהמשך פורוזיבי מדיום פני על עוצמה מדידות עם מחקר ישלב סימולציות. הפרויקט כתיבת תידרש האופטי האלגוריתם את לממשתעשייתי. יישום

:דרישותלאופטיקה , מבואI סטטיסטי אותות עיבוד

מנחה:וינריב הדס

אקדמי: אחראיפיקסלר דרור'דר

סטודנטים:

מקורות:1. R. W. Gerchberg and W. O. Saxton, “A practical algorithm for the determination of the phase

from image and diffraction plane pictures,” Optik 35, 237 (1972) 2. Smilie Face Hologram - K. Arndt, C. Byers, G. Donald, S. McKernan, C. Wilson; University

of Glasgow, (2006)

3. http://www.ysbl.york.ac.uk/~cowtan/fourier/coeff.html

69

http://www.ysbl.york.ac.uk/~cowtan/fourier/coeff.html

15

שםהפרויקט:

מרקמות חוזר אור למדידת מערכת של ובקרה לשליטה אוטומאטית הפעלהOperating and controlling light-tissue interaction measurements using an automatic system

תיאור: האור האחרונות. מדידת בשנים רבות הנחקר תחום הינו אור-רקמה אינטראקציית

בזיהוי חשוב נדבך מהווה שוניים פיסיקאליים למודלים והתאמתו מרקמה החוזר עוצמת האופטיקה. מדידת בתחום ורפואיים ביולוגיים ביישומים וכן גידולים של מוקדם

האופטיים הפרמטרים לגילוי מסוגלת אור-גלאי מקור מרחקי במספר החוזר האורהרקמה. ומבנה

אור-רקמה אינטראקציית למדידת מערכת יפעילו הסטודנטים המוצע בפרוייקט את תדגום התוצאות. המערכת ניתוח לשלב עד הסריקה אוטומטית, משלב בצורה את לבנות בכדי בודדים מיקרונים של בקפיצות הביולוגי מהדגם החוזר האור עוצמתהמרחק. של כפונקציה החוזרת העוצמה תמונת

תכולה:.LabView תוכנת בעזרת הממונע והשולחן הפוטודיודות מערך של אוטומטית הפעלה

דרישות:

עם: בשיתוף-

מנחה:אנקרי רינת


סטודנטים:

מקורות:1. Rinat Ankri, Haim Taitelbaum and Dror Fixler, Do Phantom Experiments Confirm the Results

of Photon Migration Model in Tissues?, The Open Optics Journal (2011).2. Rinat Ankri, Haim Taitelbaum and Dror Fixler, Reflected Light Intensity Profile of Two-

Layer Tissues - Phantom Experiments, J. of Biomedical Optics, 16:8 (2011).

70

16

שםהפרויקט:

מרקמות המוחזר האור עוצמת ממדידות ופיזור בליעה מקדמי חילוץExtraction of the scattering and absorption coefficients using reflected light intensity from tissues.

תיאור:The diffusion theory is widely used for the description of photon migration in biological tissues. The diffusion reflection from a biological tissue can be correlated to its optical properties, such as the scattering and absorption coefficients. Despite the intensive analytical investigation, it is still unclear how to experimentally extract the scattering and absorption coefficients directly from the reflected light intensity profile.The purpose of this project is to use the diffusion theory in order to experimentally extract the scattering and absorption coefficients of the irradiated samples. We will use controlled samples (tissue like phantoms) with known optical properties and additional analytical work will be done for each of the phantom components in order to calculate their optical properties. This will be done by the Discrete Dipole Approximation method.

תכולה:

דרישות:

עם: בשיתוף-

מנחה:אנקרי רינת


סטודנטים:

מקורות:1. Rinat Ankri, Haim Taitelbaum and Dror Fixler, Do Phantom Experiments Confirm the Results

of Photon Migration Model in Tissues?, The Open Optics Journal (2011).2. Rinat Ankri, Haim Taitelbaum and Dror Fixler, Reflected Light Intensity Profile of Two-

Layer Tissues - Phantom Experiments, J. of Biomedical Optics, 16:8 (2011).

71

17

שםהפרויקט:

מתקדמים אופטית תקשורת בערוצי ליניאריים לא אפקטים של סימולציהSimulations of nonlinear effects in advanced optical communication links

תיאור:Since the inception of optical communications thirty years ago, the transfer of data over optical fibers has relied on binary intensity modulation and direct detection (IM-DD) almost exclusively. The IM-DD format allows for conceptually simple transmitters and receivers, which do not require phase information. On the other hand, IM-DD transmission does not efficiently make use of the full optical bandwidth. Recent years have witnessed a major revolution in optical communication systems. As available bandwidth becomes scarce in our era of the internet, more elaborate, spectrally efficient modulation formats are quickly being adapted by industry. These formats make use of both the optical amplitude and phase to carry more than one bit of data per symbol. Nonlinear propagation impairments set the current limit on the reach and capacity of such modern, coherent optical communication links. The propagation of waveforms over optical fibers in the nonlinear regime cannot be solved for analytically.

The objective of the proposed research project is to establish a numerical model for a multi-wavelength, coherent optical communication link, in the nonlinear regime of propagation. The model will be constructed using a specialty commercial software (Virtual Photonics – VPI), which is the industry standard for simulations of this type, as well as using home-made Matlab code. Finally, the model will be used to evaluate the performance of mitigation schemes for nonlinear-based impairments, which are being studied in Dr. Zadok's research group.

תכולה:מסחרית. תוכנה ועל-גביmatlab האופטית, על-גבי התקשורת למערכת סימולציות

דרישות: בתקשורת מתקדמים נושאים וכן אופטית אלקטרו-אופטיקה. תקשורת מסלול

יתרון. – תקשורת ד'. מסלול שנה במהלך אופטיתעם: בשיתוף

-מנחה:

צדוק ודר' אבי בקיש עידןאקדמי: אחראי

צדוק אבי ד"רסטודנטים:

מקורות:1. G. P. Agrawal, Fiber-Optic Communication Systems, 3rd Edition, New York: Wiley, 2002.2. P. J. Winzer, G. Raybon, C. R. Doerr, M. Duelk, and C. Dorrer, “107-Gb/s optical signal

generation using electronic time-division multiplexing,” J. Lightw. Technol., vol. 24, no. 8, Aug. 2006.

3. P. J. Winzer and R.-J. Essiambre, “Advanced optical modulation formats,” chapter 2 in Optical Fiber Telecommunication V B: Systems and Networks, 5th Edition, I. P. Kaminow, T. Li and A. E. Willner editors, Elsevier, 2008.

72

18

שםהפרויקט:

wavelet התמרות למימוש פסיבי פוטוני רכיב של וטולרנסים ביצועים אנליזתPerformance and tolerance analysis of a passive photonic light-guide circuit for the implementation of wavelet transformation

תיאור:Modern and future optical communication networks are striving to use the available transmission bandwidth of optical fibers as effectively as possible. To that end, there is a strong motivation for the multiplexing of channels, coming from individual network terminals, as closely as possible with minimum spectral overheads. One approach that is being intensively followed relies on optical frequency domain multiplexing (O-FDM): the use of the Fourier transform and its inverse for multiplexing and de-multiplexing. Alternatively, Optiway company (located in Rosh-Ha'Ayin), together with the research group of Dr. Avi Zadok, is proposing to use the wavelet transform as a basis for multiplexing. A silicon photonic device is being designed for the implementation of the transform.

The objective of the proposed research project is to analyze and simulate the realization of wavelet-based multiplexing and de-multiplexing using the photonic device. More specifically, it should focus on fabrication tolerance analysis and the effects of fiber-optic propagation impairments. The simulation module will be incorporated within a larger simulator of advanced optical communication networks. The project provides exposure and interaction with relevant industry.

תכולה:האופטי. בסיב האותות ולהתפשטות הרכיב לתפקודmatlab סימולציות

דרישות: בתקשורת מתקדמים נושאים וכן אופטית אלקטרו-אופטיקה. תקשורת מסלול

יתרון. – תקשורת ד'. מסלול שנה במהלך אופטיתעם: בשיתוף

בחולון. הטכנולוגי והמכוןOptiway בן-עזרא, חברת דר' יוסףמנחה:

צדוק ודר' אבי כליפה רןאקדמי: אחראי

צדוק דר' אביסטודנטים:

מקורות:1. J. Wu, "Wavelet packet division multiplexing," Ph.D. Dissertaion, McMaster Univ., Canada,

1998 (available upon request from Dr. Zadok)2. G. Cincotti, "Fiber wavelet filters," IEEE JOURNAL OF QUANTUM

ELECTRONICS Volume: 38 Issue: 10 Pages: 1420-1427 3. M. S. Moreolo, G. Cincotti, and A. Neri, "Synthesis of optical wavelet filters," IEEE

PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS Volume: 16 Issue: 7 Pages: 1679-1681

73

19

שםהפרויקט:

חלולים סיבים על המבוסס סביבתי לניטור חיישןEnvironmental sensor based on photonic crystal fibers

תיאור:Standard optical fibers are using total internal reflection at the interface between a solid core of higher refractive index and a solid cladding material of lower index. Over the last twenty years, a different class of fibers emerged, known as photonic crystal fibers (PCFs), the cross-section of which consists of a two-dimensional arrangement of holes. The periodic structure of PCFs introduces forbidden bandgaps, much like those of electrons in crystalline solids, which confines the light into a core region where the symmetry is broken. PCFs provide unique sensing opportunities: various gasses can flow inside the holes, and interact with the propagating light over long propagation distances.

The research groups of Prof. Chaim Sukenik of the Chemistry Department, and Dr. Avi Zadok of the school of Engineering, are working on surface modifications of optical media through the deposition of self-assembled, organic monolayers. The organic layers, which are only a few nm thick, can be modified by chemical reactions with various gasses. The propagating optical mode, in turn, can probe and monitor such changes.

The objective of the proposed project is to design and implement organic monolayers on the inner surfaces of PCFs, and apply them as environmental sensors.

תכולה: )סיליקה(; זכוכית מצעי גבי על ויישומן self-assembled monolayers של הנושא לימוד חיישן, בהתאם למימוש ותהליכים חומרים . בחירתPCFב- אור התפשטות לימוד

ליישום מעבדתית יכולת בסיב. פיתוח המולכים הגל ואורכי כימיות תגובות לאילוציחישה. ניסויי סיבים. ביצוע בתוך השכבות

דרישות: במהלך באלקטרו-אופטיקה ומעבדה אופטית אלקטרו-אופטיקה. תקשורת מסלול

כימית. במעבדה הכשרה לתקופת ד'. נכונות שנהעם: בשיתוף

לכימיה סוקניק, המחלקה ופרופ' חיים ארטל ולאדהמנחה:

צדוק ודר' אבי קראוס טליאקדמי: אחראי

צדוק דר' אביסטודנטים:

מקורות:1. A. Bjarklev, J. Broeng and A. Sanchez Bjarklev, Photonic Crystal Fibers, Kluwer Academic

Publishers, 2003. 2. F. Poli, A. Cucinotta, and S. Selleri, Photonic Crystal Fibers, Springer Series in Material

Science, 2007. 3. Veselov et al., "Self-Assembled Monolayers (SAMs) of Porphyrin Deposited inside Hollow-

Core Photonic Bandgap Fiber (HCPBGF) and Polarization Maintaining Fiber (PMF)," in Optical Sensors, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2010), paper SThD4.

4. A. Veselov et al., "Self-Assembled Monolayers (SAMs) of Porphyrin Deposited inside Solid-core Photonic Crystal Fibre (SCPCF)," in Optical Sensors, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2011), paper JTuB26.

74

מעבדההביו-הנדסהל


שפי דר' אורית

המסלולים כל לתלמידי פתוחים בביו-הנדסה הפרויקטים

76



77

רשימת פרויקטים: הנחייה צוותפרויקט שםמס"ד1.

מדידים לחץ גרויי ליצירת מחשב מבוקר רכיב פיתוחאלה לגרויים העצבית התגובה ובדיקת רקמה על

שחורי דר' הדסויסברג ניר

שפי דר' אורית - שדרה עמוד לשיקום ככלי חשמלית פעילות בדיקת.2

חוליות חסרי של פשוט מודלב מחקרשחורי דר' הדס

שפי דר' אוריתטנדייטניק פיניעיצבית פעילות לניתוח ערוצית רב מערכת פיתוח.3

שחורי דר' הדסשפי דר' אורית

גנות פרופ' שרון של גידול להכוונת אופטי אלומה בעיצוב שימוש.4

ניורונים דואדי דר' חמוטל

גבע נועה זלבסקי פרופ' זאבשפי דר' אורית

וDNA מבני על להשפעה ובאור חלקיקים בננו שימוש.5RNA

פולק דר' פזית זלבסקי פרופ' זאבשפי דר' אורית

6.Influence of flowing medium on cells-light interaction – theory and measurements

דואדי חמוטלשחורי דר' הדס

שפי דר' אוריתפיקסלר דר' דרור

פעילות על שונים מחומרים ננו-חלקיקים השפעת.7עצב תאי של ותפקוד חשמלית

שחורי דר' הדסמוטאי דר' מנחםפופובצר דר' רחלה שפי דר' אורית

רקמה של מאפינים ובדיקת סרטנית רקמה זיהוי.8 חלקיקים ננו ע"י סרטנית

מוטאי דר' מנחםפופובצר דר' רחלה

[email protected] שפי דר' אורית[email protected] פופובצר דר' רחלה

78




79


התגובה ובדיקת רקמה על מדידים לחץ גרויי ליצירת מחשב מבוקר רכיב פיתוחאלה לגרויים העצבית

תיאור: ללחץ מגיבים מקומיים. הם לחץ לגרויי הרגישים עצב תאי אלו מכנו-סנסוריים תאים

של של בצורה חשמלית בפעילות החיצונית הרקמה על הנגרמים דפקים 'ירי' בעלי תאים פעולה(. אלו )פוטנציאלי התא ממברנת של במתח מהירים משינויים של ניטור ומאפשרים שלהם הטבעית בסביבה אורגניזמים בהתנהלות חשוב תפקיד

דמוי רכיב נפתח זה איתם. בפרויקט במגע הבאים אוביקטים וזיהוי שלהם הסביבהVon Frey Hairהמאפשר עור, של קטנים שטחים על מבוקרים לחץ גרויי הפעלת

הרכיב הרכיב, בניית ותכנון אפיון של שלבים יכלול פיסיולוגיים. הפרויקט לחצים דמויי ניסויים נערוך בפרויקט האחרון מדידים. בשלב גרויים להפעלת בקרה למעגלי וחיבורו

לרצפי התגובה את וננתח החיה עור גרוי כדי תוך עצבית חשמלית פעילות נקליט בהםשונים. גרוי

תכולה:עצב תאי של תגובה ומנגנוני עצב בתאי חשמלית פעילות של תאורטי לימוד

מכנוסנסורייםהבקרה ומעגלי הפיסי הרכיב אפיוןבתוכנת לרכיב הסביבה כתיבת LabViewלה( ובדיקתה דומה )אועצב מתאי חשמלית פעילות להקלטת מורכבים בניסויים השתתפות

דרישות: בתכנות במיקרואלקטרוניקה, נסיון מבוא )רצוי(, קורסי כמותית לפיסיולוגיה מבוא)רצוי(

מנחה:ויסברג שחורי, ניר דר' הדס

אקדמי: אחראי שפי דר' אורית

סטודנטים: מאויש הפרויקט

מקורות:1. Species-specifc behavioral patterns correlate with differences in synaptic connections between

homologous mechanosensory neurons Michael J. Baltzley, Quentin Gaudry, William B. Kristan Jr., J Comp Physiol A (2010) 196:181–197

2. Von Frey's hairs – a review of their technology and use – a novel automated von Frey device for improved testing for hyperalgesia, Geoffrey A. Lambert, George Mallos and Alessandro S. Zagami, Journal of Neuroscience Methods, 177(2) pp. 420-426,2009. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0165027008006493

3. The Neuron: Cell and Molecular Biology, Irwin B. Levitan, Leonard K. Kaczmarek, Oxford University Press USA, ISBN-10: 0195100212.

81


של פשוט מודלב - מחקר שדרה עמוד לשיקום ככלי חשמלית פעילות בדיקתחוליות חסרי

תיאור: המרכזית. התקשורת העצבים ובמערכת שבמוח העיקריות הבניין מאבני הם עצב תאי המרכזית העצבים במערכת עצב חשמלית-כימית. לתאי תקשורת היא עצב תאי בין

ובמעבר שלהם במבנה פוגעת השדרה בעמוד מוגבלת. פגיעה שיקום יכולת ישנה את נבחן זה קשות. בפרויקט תפקודיות בעיות וגוררת במערכת תקין אינפורמציה

למחקרים מועדף כמודל המשמשת הרפואית העלוקה של המרכזית העצבים מערכת בעלי של מודלים לעומת יותר גבוהה עצמית שיקום יכולת בעלת שהיא מכיוון זה מסוג

את משפרים מוגברים חשמליים וגרויים חשמלית פעילות האם נבחן חוליות. בפרויקט .1עיקריים: שלבים שלושה בחיה. לפרויקט המרכזית העצבים מערכת שיקום תהליך השיקום תהליך ובחינת המודל בחיית שידרה בעמוד פגיעה דמויית לפגיעה מודל פיתוח מוגברת כללית חשמלית פעילות בנוכחות השיקום תהליך . בחינת2 מהפגיעה הטבעי

הפגיעה. באזור מקומי חשמלי גרוי היאפשר רכיב של ובניה . תכנון3תכולה:

מחקרים של בספרות וקריאה עצב בתאי חשמלית פעילות של תאורטי לימוד מקומי לשיקום רכיבים כולל אחרות מודל ובחיות בעלוקה דומים

ומערכת המודל מערכת מבנה לימוד AXON חשמלית פעילות להקלטת מתאים

השיקום תהליך של תעוד שיאפשרו במיקרוסקופיה בסיסיות שיטות לימוד והפגיעה

המודל של חשמליים גרויים שיאפשר ניסוי מערך תכנוןוהפעלתו נשלט מקומי חשמלי לגרוי רכיב תכנון

דרישות:)רצוי( תואם קורס או כמותית לפיסיולוגיה מבוא

מנחה:שחורי דר' הדס

אקדמי: אחראי שפי דר' אורית

סטודנטים: מאויש הפרויקט

מקורות:1. The Neuron: Cell and Molecular Biology, Irwin B. Levitan, Leonard K. Kaczmarek,

Oxford University Press USA, ISBN-10: 01951002122. Central nervous system regeneration: from leech to opossum, M. Mladinic, K. J. Muller

and J. G. Nicholls, Journal of Physiology 587(12), pp 2775

83


עיצבית פעילות לניתוח ערוצית רב מערכת פיתוחDevelopment a multi-channel system for analyzing neural activity

תיאור: לתאי גירויים ומתן עיצבית פעילות לרישום אמת זמן מערכות בפיתוח עוסק זה פרויקט .העצב

-1 – כ הינה האות משרעת.התא של במתח בשינויים תמאופיינ העצב תאי פעילות100mVוקצב אותות. 1KHz – כ של מירבי שינוי 1000 פי מוגברים אלו קטנים בפרויקט.הנתונים איסוף מערכת ע"י ונדגמים תאית חוץ חשמלית פעילות תוקלט

הרפואית(. העלוקה – חוליות חסרי של )ממודל חיים עצב מתאי ולתת זמנית בו תאים מכמה העיצבית הפעילות את לרשום תוכל שנפתח המערכת

המידע.פעולה( פוטנציאלי של היווצרות יגררו )הגירויים אמת בזמן חשמליים גירויים האותות למשתמש, ניתוח תצוגה ( לצרכיUSB )בערוץ האישי למחשב מועבר הדגום

התא פעילות של ניתוח תאפשר ערוצית רב במערכת הקלטה.הקשיח בכונן ושמירתםבמסגרת מרשת כחלק התא של הפעילות וניתוח הבודד יבדקו הפרויקט תאים.

של פעילות לראות ניתן הרישום . בערוץwavelets– ו אנרגיה מבוססי גילוי אלגוריתמיתאים2-3 העיצבי האות גילוי יחודית. לאחר פעולה תבנית יש תא בו-זמנית, לכל

בעזרת יעשה העיצבית הפעילות באלקטרודה. ניתוח שנקלטו התאים של סיווג יבוצע [.64,5,] נוספות וגישות nearest-neighbor , k-meansאלגוריתמי

המערכת: תאור

תכולה: הניסוי מערך של והכרה האלקטרופיזיולוגיה בתחום כללי רקע ירכוש התלמיד

וגירוי ערוצים ממספר רישום משלבים אשר חדשים ניסויים האלקטרופיזיולוגי. תכנוןהשנה( הפרויקט של הדגש )זהו העיצבית. הרשת של חשמלי

לרישוםDSP מבוססת מערכת תפותח הפרויקט במסגרת .עיצבית פעילות וניתוח .TI6713 מעבד על אמת בזמן תעבוד המערכת

דרישות:חובה( אינו אך )מומלץ אותות בעיבוד מתקדמת מעבדה

עם: בשיתוףאותות לעיבוד המעבדה

מנחה: שחורי טנדייטניק, דר' הדס פיני

אקדמי: אחראיגנות ופרופ' שרון שפי דר' אורית

סטודנטים:

מקורות:1. The Neuron, Irwin Levitan, Leon Kaczmarek, Oxford University Press, 1997

2. Biological System Identification with Artificial Neural Networks , Chapter 1 , Introduction to

84

Pre amplifier

A2D

D2A

Embedded system

neuro- physiology , Master thesis by Pini Tandeitnik 1995 ( http://www.ee.bgu.ac.il/~pinit/Models/thesis/full/thesis.zip )

3. Kristan, Calabreee and Friesen, Neuronal Control of Leech Behavior, Progress in Neurobiology: 76:279-327, 2005

4. Lewickiy , A review of methods for spike sorting: the detection and classification of neural action potentials , Network: Comput. Neural Syst. 9 (1998) R53–R78.

5. http://en.wikipedia.org/wiki/K-means_clustering 6. http://www.scholarpedia.org/article/Spike_sorting

פרויקט שם4ניורונים של גידול להכוונת אופטי אלומה בעיצוב שימוש

Using optical means for guided growth of neuronsתיאור:

נירונים של מבוקר גידול יכוין לייזר אור בו אשר ניסוי יבוצע זה פרויקט במסגרת עיצוב על אמת בזמן שליטה של יכולות על תתבסס התבניות רצויות. הטלת בתבניות ויכול מחקרי אופי בעל בבר-אילן. הפרויקט הקיים מרחבי אור מאפנן רכיב ע"י אלומה

מתקדם. לתואר זה בכוון להמשיך המעונינים לסטודנטים להתאיםתכולה:


והתקנים מערכות אופטו-אלקטרוניקהעם: בשיתוף

לאלקטרואופטיקה המעבדהמנחה:

גבע ונועה דואדי דר' חמוטלאקדמי: אחראי



85

http://www.scholarpedia.org/article/Spike_sorting

http://en.wikipedia.org/wiki/K-means_clustering

http://www.ee.bgu.ac.il/~pinit/Models/thesis/full/thesis.zip

פרויקט שם5RNA וDNA מבני על להשפעה ובאור חלקיקים בננו שימוש

Using nanoparticles and light to affect DNA and RNA structuresתיאור:

וDNA למבני מחוברים ננו-חלקיקים בו אשר חדשני ניסוי יבוצע זה פרויקט במסגרתRNAובעזרת תוך גל באורך תאורה הפעלת פוטונית במערכת שימוש מתאים,

שולטים ול- DNAל- הקורים הכימיים/ביולוגיים התהליכים על מתאימה, RNA. זה בכוון להמשיך המעונינים לסטודנטים להתאים ויכול מחקרי אופי בעל הפרויקט

מתקדם. לתוארתכולה:


לאופטיקה מבואעם: בשיתוף

לאלקטרואופטיקה המעבדהמנחה:

פולק דר' פזיתאקדמי: אחראי



86


Influence of flowing medium on cells-light interaction – theory and measurements

תיאור:Many biological systems involve flows of various types of liquids. Measuring the interaction of the flow with the medium and the influence of it on the biological systems is highly important for a large number of bio-medical related applications. In this project we will build a physical modeling as well as an experimental setup for validation and test of the influence of coherence light source (Lasers) vs. non-coherence light source (LED) on the medium, fluorescent samples in phantoms and biological system. We will study the effect of the two types of light sources on the visibility of fluorescent elements in cells in cultures and in vivo.

תכולה:ויבנה הוא עליהם דומות מערכות בספרות יבדוק הסטודנט תיאורטי מודל יעבוד, מפזרת, ויכולה הסביבה כאשר ביולוגי ותווך קרינה בין האינטראקציה את המתאר

פלואורסצנטים חרוזים על ניסויית יבדק התיאורתי תנועה. המודל של במצב להיותוברקמה. בתרבית בתאים

דרישות:חובה( לא )רצוי כמותית לפיסיולוגיה , מבואללייזרים מבואלאופטיקה, מבוא

מנחה:שחורי דואדי, דר' הדס חמוטל

אקדמי: אחראיפיקסלר ודר' דרור שפי דר' אורית

סטודנטים:

מקורות:1. BEN DOV N, SHEFER G, IRINTCHEV A et al. (1999) Low-energy laser irradiation affects

satellite cell proliferation and differentiation in vitro, Biochim. Biophys. Acta 1448, 372–380.2. KRAUSS JM & PULIAFITO CA (1995) Lasers in ophthalmology, Las. Surg. Med. , 17, 102–

159.3. Dror Fixler, Hamootal Duadi, Rinat Ankri, and Zeev Zalevsky. (2011) Determination of

Coherence Length in Biological Tissues, Lasers in Surgery & Medicine, 43:4 339-343.4. Shefi O., Ben-Jacob E. and Ayali A., Growth morphology oftwo-dimensional insect neural

networks, Neurocomputing 44-46: 635-643, 2002

87


תאי של ותפקוד חשמלית פעילות על שונים מחומרים ננו-חלקיקים השפעתעצב

תיאור: למטרות ספציפיות רקמות בסימון וגדל הולך מקום כיום תופס בננו-חלקיקים השימוש

הננו-חלקיקים ברקמה. רוב לתאים ותרופות פעילים חומרים ולהחדרת וטיפול דימות כדי זאת לעשות טכניקות מפתחים כיום אך הדם-מוח מחסום את לחדור יכולים אינם

יש השפעה איזו השאלה בראש. נשאלת גם והטיפול הדימות אפשרויות את להרחיב ובמערכת במוח העיקריות הבניין אבני שהם עצב תאי על ננו-חלקיקים של לחדירה עצב תאי בין התקשורת ועל התאים חיות על להם יש השפעה המרכזית. איזו העצבים

עשויים הם מהם ולחומרים החלקיקים לסוג חשמלית-כימית. האם תקשורת שהיא את נבחן זה יותר. בפרויקט דומיננטיים והצורה הגודל האם או שונה השפעה ישנה

הרפואית. העלוקה העצבים במערכת בודדים תאים על ננו-חלקיקים של ההשפעה נסתנתז אותם שונים חלקיקים שלנו במעבדה הקיימת למיקרו-הזרקה במערכת נזריק

אלו חלקיקים של ההשפעה מהי ונלמד בודדים מזוהים תאים לתוך הפרויקט במהלך הולך עניין בעלת היא זו המטופלים. שאלה העצב תאי של החשמלית הפעילות על

לימוד1עיקריים: שלבים כמה הננו-רפואה. לפרויקט בקהילת וגובר של והכנה . . הגדרת2מוליכים. ולא מוליכים ומחומרים שונים בגדלים מבוקר האופן ננו-חלקיקים

חשמלית פעילות והקלטת המיקרו-הזרקה במערכת חיים לתאים להזרקה ניסויים . ניתוח4התא. מבנה על הטיפול של ההשפעה לבחינת התאים . דימות3מתאים. אותות. עיבוד של בכלים החשמלית הפעילות

תכולה:עצב בתאי חשמלית פעילות של תאורטי לימוד ומערכת למיקרו-הזרקות המודל, מערכת מערכת מבנה לימוד AXON

מתאים חשמלית פעילות להקלטתשונה אופיין בעלי ננו-חלקיקים של והכנה לימודגבוהה ברזולוציה מיקרוסקופיה בשיטות החלקיקים תעוד קונפוקלית מיקרוסקופיה במערכת התאים מבנה תעוד

דרישות:)רצוי( תואם קורס או כמותית לפיסיולוגיה מבוא

מנחה:מוטאי שחורי, דר' מנחם דר' הדס

אקדמי: אחראי שפי ודר' אורית פופובצר דר' רחלה

סטודנטים:

מקורות:1. The Neuron: Cell and Molecular Biology, Irwin B. Levitan, Leonard K. Kaczmarek,

Oxford University Press USA, ISBN-10: 01951002122. AXON, manual book.3. Targeted gold nanoparticles enable molecular CT imaging of cancer, Popovtzer R. et al.,

Nano Letters, 2008

88


חלקיקים ננו ע"י סרטנית רקמה של מאפינים ובדיקת סרטנית רקמה זיהוי

תיאור: egfr מסוג קולטנים של שונות בצורות מתבטאים סרטניים תאים של שונים סוגים

.אלה לתאים להקשר יכולים זהב חלקיקי. שלהם הממברנה פני על מנת על הוסר, לא כלשהיא שמסיבה אחד, בתא די ,גידול להסרת ניתוח בזמן

. לקדמותו החולה מצב את להחזיר זהב חלקיקי י"ע אלה תאים גלות ניתן בוהקים אלה תאים ההקרנה בזמן . nm 700 באורך אלקטרומגנטי בגל המוקרנים

חלקיקים-ננו של ספציפית קשירה ידי על סרטניים תאים לסמן ניתן. מסביבתם יותר לפתח רוצים אנו זה פרויקט במסגרת. התאים על הנמצאים מולקולרים לסמנים

על הסרטניים התאים את סרטניות, לאפיין לרקמות ספציפי באופן שיקשרו חלקיקיםולפתח Near-IR במיקרוסקופיית מדידות ידי תאים בין הבחנה המאפשרת שיטה

בריאים. לתאים סרטנייםתכולה:

תמונות של חלקיקים וננו סרטנית רקמה של מאפיינים ניתוח IR רמות ומציאת . בתמונה מובדלות אנרגיה

י"ע סרטניים תאים, מאוד גבוהה דיוק ברמת, תמונה עיבוד של בכלים איתור . nm 700 של גל באורך וקרינה זהב חלקיקי

דרישות:

מנחה:מוטאי דר' מנחם

אקדמי: אחראי פופובצר דר' רחלה

סטודנטים:

מקורות:1. Targeted gold nanoparticles enable molecular CT imaging of cancer, Popovtzer R. et al., Nano

Letters, 2008.

90

מעבדההמיקרואלקטרוניקל

ה


שלי דר' אבי

91



92

רשימת פרויקטים: מנחהפרויקט שםמס"ד רכיב של חשמלי ואפיון יצור תהליך של סימולציות.1

SOIPAM חדש אלקטרו-אופטיאלבז דוד

שלי דר' אברהםזלבסקי פרופ' זאב

שלי דר' אברהם מתקדמיםMOS קבלי של ואפיון יצור.2ברנשטיין פרופ' יוסף

שלי דר' אברהםNROM נדיף בלתי ןזיכרו בתא חקר.3 ברנשטיין פרופ' יוסף

בלום דר' אילןשלי דר' אברהם HBT אולטרה-מהיר ביפולארי טרנזיסטור של אפיון.4

שפיגל דר' סולוןברנשטיין פרופ' יוסף

[email protected] שלי דר' אברהם[email protected] ברנשטיין פרופ' יוסף

93




94


חדש אלקטרו-אופטי רכיב של חשמלי ואפיון יצור תהליך של סימולציותSOIPAM

Process and device simulations of a new electro optical device: Silicon On Insulator Photo Activated Modulator (SOIPAM)

תיאור: Simulation of the main fabrication process steps using the state-of-the art

TSUPREM software (part of the TCAD package). Simulation of the I-V characteristics using the state-of-the art MEDICI software. Development of a MatLab analtyical model. Unix working environment

תכולה:

דרישות:Electronic Devices 83-307Microelectronics Processes 83-330Solid State Devices 83-331

עם: בשיתוף

מנחה:שלי ודר' אברהם אלבז דוד


מקורות:1. "Device Electronics for Integrated Circuits" by R.S. MULLER, T.I. KAMINS and M. CHAN, 3rd

edition, John Wiley and Sons (2003)

2. "Silicon VLSI Technology: Fundamentals, Practice and Modeling" by J.D. PLUMMER, M.D. DEAL, P.B. GRIFFIN, Prentice Hall (2000)

95


מתקדמיםMOS קבלי של ואפיון יצורAdvanced MOS capacitor characterization

תיאור: Fabrication of new thin dielectrics MOS capacitors structures. Capacitance-Time measurement to determine the generation-

recombination rate, Temperature dependent parameters of MOS structures

LabviewTM or/and C-language programming of the Keithley Parameter Analyzer SCS-4200 to remote an external temperature controller and light toggle.

Set-up of the "charge pumping" technique: advanced characterization of surface states using a high level Pulse Generator.

תכולה:

דרישות:Microelectronics Processes 83-330Solid State Devices 83-331Electronic Devices 83-307

עם: בשיתוףאילן בר – לננוטכנולוגיות המרכז

מנחה:שלי דר' אברהם

אקדמי: אחראיברנשטיין ופרופ' יוסף שלי דר' אברהם

מקורות:1. "Device Electronics for Integrated Circuits" by R.S. MULLER, T.I. KAMINS and M. CHAN,

3rd edition, John Wiley and Sons (2003)

2. "MOS Physics and Technology", by E.H. Nicollian Wiley Interscience (1982)

3. Keithley Technical Manual SCS-4200 (2004)

96


NROM נדיף בלתי ןזיכרו בתא חקרStudy of NROM Non volatile Memory Chip

תיאור: Improvements of read/write/erase algorithm of a real industrial NROM flash

memory device using a dual pulse generator. I-V characteristics using Keithley Parameter Analyzer SCS-4200 Reliability aspects – write/erase cycling - time to failure analysis and testing. LabviewTM platform environment.

תכולה:


עם: בשיתוף )נתניה(Saifun סייפן לשעבר Spansion חברת

מנחה: ( Spansion) בלום ודר' אילן ברנשטיין שלי, פרופ' יוסף דר' אברהם


מקורות:1. "Nonvolatile Semiconductor Memory Technology: A Comprehensive Guide to Understanding

and Using NVSM Devices" edited by William D. Brown, University of Arkansas, and Joe E. Brewer, Northrop Grumman Corp, John Wiley & Sons (1998)

2. "MOS Physics and Technology", by E.H. Nicollian Wiley Interscience (1982).

97


HBT אולטרה-מהיר ביפולארי טרנזיסטור של אפיוןCharacterization of an ultra fast Hetero junction Bipolar Transistor (HBT)

תיאור: DC Electrical characteristics of a real industrial HBT device with the advanced

Keithley Parameter Analyzer SCS-4200. Model Simulation of the I-V characteristics S-parameters measurements using a Vector Signal Analyzer (RF domain)

תכולה:


עם: בשיתוף..(RIO systems Ltd) שפיגל סולון ד"ר

מנחה:.(RIO systems Ltd) שפיגל שלי, דר' סולון דר' אברהם


מקורות:1. "ULSI devices" by C. CHANG and S. SZE, John Wiley and Sons (2000)

2. "Device Electronics for Integrated Circuits" by R.S. MULLER, T.I. KAMINS and M. CHAN, 3rd edition, John Wiley and Sons (2003)

3. Recent papers in the domain.

98

המעבדהמחשבים להנדסת


קולברג דר' אלי

99



100


מס"ד

אקדמי מנחהפרויקט שם

קולברג דר' אלי"סייר" רובוט.1

קולברג דר' אליתמונה לעיבוד עזר מעבד של ופיתוח תכנון.2

קולברג דר' אליאוטונומי לרובוט יעודי מעבד של תכן.3

עבור כדורגל שמשחקים רובוטים קבוצת ופיתוח תכנון.4רובוקאפ בתחרותKSL ליגת


קולברג דר' אליהצלה פעולות וביצוע אפילפטי התקף לאיתור מנגנון.5

תנועת על שליטה יכולת בעלת בקרה מערכת פיתוח.6 עיבוד ממערכת יתקבלו שלה שהכניסות רובוטית מערכתאותות


חלקיקים וננו סרטנית רקמה של תרמיים מאפינים בדיקת.7טכנולוגיות במספר


באמצעות מרחוק ביולוגיים אותות חישת של ויישום תכנון.8 במבנה המנווט נייד רובוט ידי על לייזר מערכת


קולברג דר' אליעצמי איכון למדידת מערכת פיתוח.9

10.

קולברג דר' אליתנועה משימות לביצוע אוטונומי רכב

11.

מזדקנת לאוכלוסייה סיוע למשימות חיישנים רשת פיתוחבביתם מגורים המשך לאפשר מנת על


12.

צפה נקודה לאריתמטיקת מודולים של ויישום תכנוןעשרונית

קרן דר' אסנת

13.

קרן דר' אסנתשבב על עשרונית צפה נקודה של ושילוב תכנון

14.

פרופ' שמואלSystem On Chip [SOC]- של פיסיקלי מימושוימר

15.

פרופ' שמואל adaptive clock gating Data-driven – של פיזי מימושוימר

16.

OTN עבור עזר מעבד ליבת של ותוכנה חומרה מימושFramer

פרופ' שמואלוימר

17.

פרופ' שמואלRay-Tracer-on-Keyמערכת של ומימוש תכנוןוימר

101

[email protected] קולברג דר' אלי [email protected] וימר פרופ' שמואל

[email protected] קרן דר' אסנת [email protected] גרנות דר' ראובן[email protected] אלמליח דר' יהודה

[email protected] אברמוב בני [email protected] אמסלם רפי

[email protected] דורון משה [email protected] אלטמן דוד

102











103


"סייר" רובוטPatrol Robot

תיאור: ומדווח מכשולים אחר עוקב, מוכר לא בשטח המסייר אוטונומי רובוט של ובנייה תכנון

המדויק. מיקומו על מרוחקת בקרה ליחידתתכולה:

התוכנתית העבודה סביבת של פיתוח לצד רובוט של ובנייה תכנון משלב פרויקטה תאוצה. וחישן מרחק, מצפן בחישני יצויד הרובוט. )מחשב( מרוחקת בקרה בתחנתמחישן. הנתונים קריאת ידי על יחושב הרובוט של המדויק מיקומו

דרישות:VHDL, CPU architecture, Digital Logic Systems, Embedded Systems

עם: בשיתוף-

מנחה:אברמוב בנימין

אקדמי: אחראיקולברג דר' אלי

סטודנטים:

מקורות:1. Samary Baranov , Logic Synthesis for Control Automata, Kluwer Academic Pub,1994.

2. P. J. Ashenden The Designer's Guide to VHDL, 2nd Edition, Morgan Kaufmann Publishers, San Francisco, 1995.

104

http://www.mkp.com/

http://www.addall.com/detail/0792394585.html

http://www.addall.com/author/2373075-1


תמונה לעיבוד עזר מעבד של ופיתוח תכנוןDesign and development of co-processor for image processing

תיאור: Median, Conservativeהבאות: הפעולות את המבצע תמונה לעיבוד עזר מעבד פיתוח

Smooth, Edge, Sharpening, Up/Down Scaleהגדרת תמיכה ומתן פקודות סט . כתיבת בר רכיב של תכן ע''י אלו לפקודות )התוכנה( עבודה סביבת תכנות.

המשתמש. לבין המעבד בין כתווך המשמשתתכולה:

עצמים. המעבד מונחה תכנות של עקרונות פי על תבנה תוכנתית עבודה סביבת דגש המעבד. יינתן של ארכיטקטורה הגדרת תוךTop-Down Design בגישת ייבנה

. מראש המוגדרות שונות תצורות ממספר תצורה שינוי יכולת בעל מודולארי למבנהדרישות:

VHDL, CPU architecture, Digital Logic Systems, Advanced Logic Designעם: בשיתוף

-מנחה:

אברמוב בנימיןאקדמי: אחראי

קולברג דר' אליסטודנטים:

מקורות:1. Andrew S. Tanenbaum. Structured Computer Organization, 5/E Vrije University, Amsterdam,

The Netherlands. 2. Samary Baranov , Logic Synthesis for Control Automata, Kluwer Academic Pub,1994.


105

http://www.mkp.com/




אוטונומי לרובוט יעודי מעבד של תכןDesign of Special Purpose Processor for Autonomous Robot

תיאור: אלגוריתם זו גישה אוטונומי. לפי רובוט של תנועה בקרת לביצוע עזר מעבד פיתוח הרובוט של רצויה התנהגות המתארת עילית בשפה ייכתב הרובוט של בקרה

של רובוט, תכן לבקרת המשמשות פקודות סט הגדרת כולל המבוקר. הפרויקט תוכנתית עבודה סביבת אלה. כתיבת פקודות המבצע) FPGA (מתוכנת ברכיב מעבד

.המשתמש לבין והמעבד הרובוט בין כתווך המשמשתתכולה:

עצמים. המעבד מונחה תכנות של עקרונות פי על תיבנה תוכנתית עבודה סביבת דגש המעבד. יינתן של ארכיטקטורה הגדרת תוךTop-Down Design בגישת ייבנה

הנשלטים החיצוניים ההתקנים בהחלפת תמיכה ומתן המעבד של מודולארי למבנה מימוש כולל המעבד של תיכון תהליך. firmwareה- עדכון ידי על פשוטה בצורה

מרכזית בקרה ויחידת קצה יחידות המפעילים המבניםדרישות:

VHDL, CPU architecture, Digital Logic Systems, Advanced Logic Designעם: בשיתוף

-מנחה:

אברמוב בנימיןאקדמי: אחראי

קולברג דר' אליסטודנטים:

מקורות:1. Andrew S. Tanenbaum. Structured Computer Organization, 5/E Vrije University, Amsterdam,

The Netherlands. 2. Samary Baranov , Logic Synthesis for Control Automata, Kluwer Academic Pub,1994.


106

http://www.mkp.com/




בתחרותKSL ליגת עבור כדורגל שמשחקים רובוטים קבוצת ופיתוח תכנוןרובוקאפ

Design and Development of Humanoid robotic soccer team for RoboCup Kid Size league

תיאור:RoboCupTM is an international research and education initiative. Its goal is to foster artificial intelligence and robotics research by providing a standard problem where a wide range of technologies can be examined and integrated. The main focus of the RoboCup activities is competitive soccer. In this league, autonomous robots with a human-like body plan and human-like senses play soccer against each other. Dynamic walking, running, and kicking the ball while maintaining balance, visual perception of the ball, other players, and the field, self-localization, and team play are among the many issues investigated in the Humanoid League.

תכולה:The students will design the hardware and software, according to kid size rules, and will implement the following functions: walking and gait, ball identification (vision), stop at the ball, kicking towards the goal, obstacle avoidance, optimization, localization (vision), mapping, communication among robots and between the host and the robots, goalie behavior, calibration, states analysis and decision making.Architecture: Actuation level, Reaction level, Behavior level. In addition a simulation will be developed in order to save time and resources

דרישות:Digital Logic Systems, Advanced Logic Design, Digital signal processing 1, Microcomputer design, Embedded Systems Design

עם: בשיתוף-

מנחה:אמסלם רפי


סטודנטים:

מקורות:1. H. Moballegh, M. Mohajer, R. Rojas: Increasing foot clearance in biped walking: Independence of body vibration amplitude from foot clearance. In: L. Iocchi, H. Matsubara, A. Weitzenfeld, C. Zhou, editors, RoboCup 2008: Robot Soccer World Cup XII, LNCS. Springer, 2008.2. McGeer, T. Passive dynamic walking. In: International Journal of Robotics Research 9(2):62-82, 1990.3. S. H.,Wisse, M., Ruina, A. A Three-Dimensional Passive-Dynamic Walking Robot with Two Legs and Knees, Collins, In: International Journal of Robotics Research, Vol. 20, No. 2, Pages 607-615, 20014. Haruna, M., Ogino, M., Hosoda, K. and Minour, A., Yet another humanoid walking - Passive dynamic walking with torso under a simple control In: Int. Conference on intelligent robots and system, 20015. Sven Behnke, Jürgen Müller, Michael Schreiber: Toni: A Soccer Playing Humanoid Robot. In: RoboCup 2005: 59-704.6. Asano F. and Yamakita M. Virtual Gravity and Coupling Control for Robotic Gait Synthesis. In: IEEE Trans. on Systems, Man and Cybernetics, Part A: Systems and Humans, Vol. 31, No. 6, pp. 737-745, November 20017. Laowattana D., et al.: Team KMUTT, Team description paper. Robocup 2009, Humanoid League

107

(2009)8. Sawasdee, W., Kulvanit, P., and Maneewarn, T., “Locomotion Control Scheme for Fast Walking Humanoid Soccer Robot”, International Conference on Climbing and Walking Robots, CLAWAR, 2007

108


הצלה פעולות וביצוע אפילפטי התקף לאיתור מנגנוןDesign and implementation of a epileptic seizure detection mechanism followed by rescue actions

תיאור: תרופות. באמצעות למניעה ניתנים שלא אפילפטיים התקפים עם אנשים ישנם

רבים. התרעה ולסיכונים בבליעה, לחנק לנפילה, קשיים לגרום עלולים אלו התקפיםהאפשרי. הנזק את למינימום שיקטינו פעולות ביצוע מאפשרת למטופל מוקדמת

תכולה: מהספרות אפילפטי. תחילה התקף של במקרה המתקבלים פיזיולוגיים אותות איפיון

צורך שיהיה חזק ברעש כלל בדרך מלווים אלו . אותותBMI מכשיר עם ובהמשך איזורים במספר משמעותי אמפליטודה בשינוי מאופיינים אפילפטיים לסננו. אותות שתשדר והתראה חישה מערכת תיבנה התקף וזיהוי האותות איפיון במוח. לאחר

של איטית לעצירה מנגנון יופעל ברכב המטופל עזרה. אם ותזעיק חיצוני למרכז הזיהוי עם עצמו החולה ברכב. גם האיתות פנסי כל של הבהוב מנורת הרכב, והפעלת

המערכת. ידי על יינתנו מיידית לפעילות זהירות. הצעות אמצעי לנקוט יוכל הראשוניאישית. מוטורית מערכת של הפעלה תכלול להמשך אופציה

דרישות:Digital Logic Systems, Advanced Logic Design, Digital signal processing 1, Microcomputer design

עם: בשיתוףמוטאי פופובצר, דר' מנחם דר' רחלה-



סטודנטים:

מקורות:1. Samary Baranov , Logic Synthesis for Control Automata, Kluwer Academic Pub,1994 2. Lala P. Self-checking and Fault-Tolerant Digital Design, Morgan Kaufmann Publishers, San-

Francisco / San-Diego / New-York/ Boston/ London/ Sydney/ Tokyo, 2000.3. P. J. Ashenden The Designer's Guide to VHDL, 2nd Edition, Morgan Kaufmann Publishers,

San Francisco, 19954. Abramovici M., Breuer A. M., and Freidman A. D. Digital Systems Testing and Testable

Design

109

http://www.mkp.com/

http://www.ashenden.com.au/DG2E/




שהכניסות רובוטית מערכת תנועת על שליטה יכולת בעלת בקרה מערכת פיתוחאותות עיבוד ממערכת יתקבלו שלה

Design and implementation of a control system that dominates robotics system according to audio DSP inputs

תיאור:Activation of robotics systems is performed in various ways. In this project the robotics system will react in real-time upon signals derived from a musical instrument like a base guitar. The robot will have several DOFs and create random reaction paths. The event driven control algorithm will take care of synchronization among actuators. The power, rotational acceleration, angular velocity and other parameters will be determined upon fuzzy rules and membership functions. The use of digital communication will be required, along with concurrently checking of digital systems. Specifically its aim is to develop a certain circuit that will include sensors, transmitter, receiver, and a robot that will be controlled by an fpga unit. The unit will implement self-checking property and an ability to check the functioning of a functional circuit which is a microcontroller defined by its transition table. Such class of Circuits usually has an ability to recover in some specific cases when a transient fault occurs.

תכולה:Implementation of the self-checking checker for the self-healing microcontroller. Implementing multi DOFs robotics system. Control algorithm realization. Digital communication realization. Simulation of functioning of the whole system (Microcontroller + checker) with ModelSim and MatLab.

דרישות:Digital Logic Systems, Advanced Logic Design, Digital signal processing 1, Microcomputer design, Embedded Systems Design

עם: בשיתוף-



סטודנטים:




Design

110

http://www.mkp.com/





שימוש ידי על חלקיקים וננו סרטנית רקמה של תרמיים מאפינים בדיקתIR במצלמת

Investigating thermic characteristics of cancer tissues with nano-particles using IR camera

תיאור: עלegfr מסוג קולטנים של שונות בצורות מתבטאים סרטניים תאים של שונים סוגים

אלה. לתאים נקשרים זהב . חלקיקי שלהם הממברנה פני מנת על הוסר שלא כלשהיא שמסיבה אחד בתא ,די גידול להסרת הניתוח בזמן

זהב חלקיקי ע"י אלה תאים לגלות . ניתן לקדמותו החולה מצב את להחזיר בוהקים אלה תאים ההקרנה . בזמן nm 700 באורך אלקטרומגנטי בגל המוקרנים

תאים לסמן לגלותם. ניתן ניתן תמונה לעיבוד כלים ,באמצעות מסביבתם יותר על הנמצאים מולקולרים לסמנים ננו-חלקיקים של ספציפית קשירה ידי על סרטניים

מדידות ידי על הסרטניים התאים את לאפיין רוצים אנו זה פרויקט התאים. במסגרת בריאים לתאים סרטניים תאים בין הבחנה המאפשרת שיטה , ולפתחIR במצלמת

הסרטניים. לתאים רק הקשורים חלקיקים הננו של הטמפרטורה הבדל על המבוססתתכולה:

רמות ומציאתIR תמונות של חלקיקים וננו סרטנית רקמה של תרמיים מאפיינים ניתוח מאוד, גבוהה דיוק תמונה, ברמת עיבוד של בכלים בתמונה. איתור מובדלות אנרגיה

. nm 700 של גל באורך וקרינה זהב חלקיקי ע"י סרטניים תאיםשיבדקו: הטכנולוגיות

ממצלמה תמונה עיבודהנגוע באיזור מהתאים מדרגות מאופנןIR גל החזר עיבוד


עם: בשיתוףמוטאי פופובצר, דר' מנחם דר' רחלה



סטודנטים:




Design

111

http://www.mkp.com/





ידי על לייזר מערכת באמצעות מרחוק ביולוגיים אותות חישת של ויישום תכנון במבנה המנווט נייד רובוט

Design and implementation of sensing remote biomedical signals by outdoors navigating mobile robot equipped with a laser system

תיאור:The research about rescue missions is still going on. The project involves research of rescue robot exploring injured peple in a disaster are. A laser system wil be installed on top of the robot. The received signals will be analysed. The use of digital communication will be required, along with concurrently checking of digital systems. The robot will have the ability to take decisions during the mission. When a biological signal will be discovered, the robot will send a special message to a remote computer. The scanning pattern will be one among those described in the literature. The controlling algorithm will be implemented with FPGA board.

תכולה:Charcterization of biological and physiological sygnals. Developing appropriate filters for robust signal analysis. Study of laser systems as signal communication devices. Study of robot navigation methods including localization and mapping and implementation of the robot's algorithm with fault tolerance features. It will also require task optimization.


עם: בשיתוףזלבסקי פרופ' זאב



סטודנטים:




Design

112

http://www.mkp.com/




הפרויקט שם9 :עצמי איכון למדידת מערכת פיתוח

Design and implementation of a self localization measurement system תיאור:

המתבססת . טכנולוגיהGPS בעזרת עצמי איכון למדידת נרחבים שימושים כיום קיימים בסביבת נמצא מיקומו נמדד אשר האובייקט כי מניחה GPS בעזרת עצמי איכון על

Outdoorמערכת לפתח נדרש הנ"ל ללוויין. בפרויקט המערכת בין הסתרות אין וכי תהיה המרבית יעילותן אשרGPSב- שימוש ללא עצמי לאיכון מדידה יכולות בעלת

קניונים, בתוך להתמצאות לאדם לעזור יכולה כזו מבנה. מערכת פנים בסביבתהאוטונומית. הרובוטיקה בתחום חשיבות הנ"ל ועוד. למערכת מוזיאונים

תכולה: ( ללוח, תכנותaccelerometers, gyroscopes, compass, camera) חיישנים חיבור

מערכת עם עם המידע החיישנים, היתוך מנתוני האובייקט מיקום להבנת אלגוריתמיממוחשבת. ראיה

דרישות:Digital signal processing 1, Microcomputer design

עם: בשיתוף-

מנחה:אלמליח דר' יהודה


סטודנטים:

מקורות:בהמשך יינתנו

113

הפרויקט שם10 :תנועה משימות לביצוע אוטונומי רכב

Design and implementation of autonomous robot performing traffic tasks תיאור:

מיקרו- בעזרת אוטונומית יופעל מחלקים. הרכב יבנה מעבדתי מידה בקנה רכבהפרויקט. במסגרת יבנו הנחוצים האלקטרוניים כרטיס. הרכיבים על ומחשב מעבד

מחובר כרטיס על מחשב דרך המופעלת , מצלמהSICK מסוג ליזר טווח : מדחיישנים הצורך, יחוברו לפי ואחרים מרחק מד טורית, חיישנים בתקשורת למיקרו-מעבד

למיקרו-מעבד. ישירותהתמרון. מרחב כל על הצופה חיצונית במצלמה שימוש גם יהיה

נוספים. פרויקטים עם משולבת ברשת אלחוטית בתקשורת תקשורת: תמיכההלייזר במצלמת עיקרי שימוש תוך הרכב והרצת : בניהמשימה

תכולה::הפרויקט יכלול שני שלבים

בחירת דגם רכב עם הספק מנוע המסוגל לסחוב את חיישן הלייזרשלב א :'הכרה והפעלת חיישן הלייזר שלב ב : :הרצת הרכב אוטונומית לעקיפת מכשוליםשלב ג

תתכן אפשרות לעבודה משולבת של שני זוגות , כאשר זוג אחד יהיה אחראי על הפעלה והכרתחיישן מצלמת הלייזר והזוג השני יפתח את הרכב המתאים להסעתו

פרויקט: דרישות בסיסי ידע מחייב .הפרויקטWindows וLinux הפעלה במערכת קודם ידע

תת של ואינטגרציה מיקרו- מעבדים, חיישנים והפעלת הכרה ברמת באלקטרוניקהמערכות.

עם: בשיתוף-

מנחה:גרנות דר' ראובן


סטודנטים:


114

11

הפרויקט שם :

לאפשר מנת על מזדקנת לאוכלוסייה סיוע למשימות חיישנים רשת פיתוחבביתם מגורים המשך

Design and implementation of sensors' network for the aid of elderly population at home

תיאור: גג בקורת גרו אשר משפחה בני ידי על ניתן זה והשגחה. בעבר לסיוע זקוקים קשישים

למשפחה, אשר מחוץ סיוע לקבל צורך יש מצומצמת. היום משפחה במסגרת אחתמוגן. בית של שונות למסגרות המוכר מהבית המגורים מקום לשינוי גורם

הקשיש של רפואי מצב או התנהגות במצב שינויים על התרעות מתן תאפשר המערכת לגבי החלטה קבלת סיעוד, המאפשר או הרפואה בתחום מקצועי לא סיוע לגורםמצוקה קריאת להפעלת הצורך

תכולה: השלבים את ויכלול הקודמת בשנה שבוצע פרויקט ושיפור המשך יהיה הפרויקטהבאים:

והרחבה(. )שיפור גלמוד קשיש של מגורים לסביבת מודל בניתהתרעות. למתן צרכים הגדרתרלוונטיים. אירועים לגילוי מענה הנותנת חיישנים מערכת תכן

oRFIDoIRקו לחצית oתנועה גילויoנפילה חיישןoוכדומה דם חום, משקל, לחץ מדידות

התרעה בהפעלת הצורך לגבי החלטה לקבלת ניתוח–oמסימולציה או אמיתי מאגר יצירתoכוללות התרעה על החלטה לקבלת שונות שיטות בחינת

Rule based methods (Fuzzy and crisp binary)Adaptive and learning Neural NetworkData Mining (if relevant large and real data is available)

עובדת או )רופא, אחות מקצועי גורם עיון לצורך הנאסף המידע ריכוז סןציאלית( אדם דמויי רובוטים המפעילים צוותים עם פעולה שיתוף אפשרות תבדק

בפרויקט. המושגות יכולות להדגמת, כאשר: זוגות שלוש עד שנים של משולבת לעבודה אפשרות תתכן לחיישנים מעבר, הרחבה) הבית מודל הפעלת על אחראי יהיה אחד זוג.1

מרכזי בשרת אחסון לצורך לרשת וחיבורםZigBee אלחוטית בתקשורת.לפרויקט

יומן ויכין זמן לאורך קשיש התנהגות ידמה אשר אדם דמוי רובוט יפעיל שני זוג.2 באופן וניתוחם האירועים לתיעוד עלית מצלמה יפעיל כן כמו. התנהגות.אוטונומי

בנית, החיישנים ידי על הנאספים הנתונים עיבוד על אחראי יהיה השלישי הזוג.3.שנים מספר זוג ידי על שתוכננו כפי, בהתנהגות שינויים וגילוי התנהגות מודל

פרויקט: דרישות מערכות במספר התומכת לרשת חיישנים בשילוב בסיסי וידע הפעלה מערכות הכרת

בסיסיים. חומרה ממשקי פיתוח יכולת;הפעלהעם: בשיתוף

-

115

מנחה:גרנות דר' ראובן


סטודנטים:


12


עשרונית צפה נקודה לאריתמטיקת מודולים של ויישום תכנוןDesign & implementation of Decimal Floating Point Arithmetic Modules

תיאור:Decimal multiplication is important in many commercial applications including financial analysis, banking, tax calculation, currency conversion, insurance, and accounting. Due to the importance of decimal arithmetic in commercial applications and the potential speedup, a basic system supporting decimal floating-point (DFP) arithmetic has been developed in BIU's VLSI lab.In this project, we will design, analyze performance, prove correctness and implement a decimal multiplier and a decimal divider. These arithmetic modules should comply with IEEE 754 specifications for decimal arithmetic.

תכולה:1. Definition & Planning – Get familiar with the IEEE Standard for FP Arithmetic,

define which commands will be supported and how.2. Simulation in Matlab – Implement and perform a set of tests to verify correct

functionality of the modules, interfaces between the modules and the system as a whole.

3. High level design – Architecture design, decide which modules will be fully implemented, design pipeline, data paths for the mantissa and the exponent. Write the system specifications documents and prepare it for a design review.

4. Implementation – Coding in Verilog. Emphasis will be given to correct programming (following coding conventions and proper documentation)

5. Integration – Integrating the implemented design units to compose the complete system.

6. Proof of concept – Run simulations and perform debug with a set of tests on the complete system to achieve proper coverage (high level of assurance that the system functions well under a satisfactory set of conditions).

7. Implement the Design on an FPGA-Based Board and verify correct operation.8. Documentation.

דרישות:Matlab , ארכיטקטורה מל"ס, )יתרון( למחשב אריתמטיקה,

עם: בשיתוף-

מנחה:קרן ודר' אסנת דורון משה

אקדמי: אחראיקרן דר' אסנת

סטודנטים:

מקורות:1. IEEE Standard for Floating-Point Arithmetic, IEEE Working Group of the

116

Microprocessor Standards Subcommittee, IEEE, 2008.2. Wang, L.-K. Erle, M. A. Tsen, C. Schwarz, E. M. Schulte, M. J. "A survey of

hardware designs for decimal arithmetic", IBM Journal of Research and Development ,Volume: 54 Issue: 2, pp. 8:1 - 8:15 , 2010.

3. M.A. Erle, M.J. Schulte, and J.M. Linebarger, “Potential Speedup Using Decimal Floating-Point Hardware,” Proc. 36th Asilomar Conf. Signals, Systems and Computers (ACSSC ’02), vol. 2, pp. 1073-1077, Nov. 2002.

4. L. Eisen, J.W. Ward III, H.-W. Tast, N. Ma¨ding, J. Leenstra, S.M. Mueller, C. Jacobi, J. Preiss, E.M. Schwarz, and S.R. Carlough, “IBM POWER6 Accelerators: VMX and DFU,” IBM J. Research and Development, vol. 51, no. 6, pp. 663-684, Nov. 2007.

117

13


שבב על עשרונית צפה נקודה של ושילוב תכנוןSystem Design and integration of Decimal Floating Point (DFP) on key

תיאור:System design is the process of devising the best architecture for a complete System, to function as an application device, by utilizing pre-designed IP Modules and implementing additional sub-system blocks. The goal of this Project is to deliver a functional Device, functioning as a Decimal Floating Point Computation Core for Mobile Devices, which is a System-on-Chip (SoC).Decimal multiplication is important in many commercial applications including financial analysis, banking, tax calculation, currency conversion, insurance, and accounting.Due to the importance of decimal arithmetic in commercial applications and the potential speedup, a basic elements supporting decimal floating-point (DFP) arithmetic that comply with IEEE 754 standard has been developed in BIU's VLSI lab.The System-on-Chip (SoC) is based in addition, on previous Projects executed in the VLSI Lab - USB2.0 Protocol Engine and DMAC and the USB2.0 SDK. The goal is to deliver a low power, USB2.0 Device, for Mobile Systems like to serve in commercial applications.

תכולה:1. Study the DFP Unit – functionality and Interface.2. Study USB2.0 Protocol-Aware DMAC Design.3. Study USB2.0 STD Link Layer, Enumeration & Data Transfer sessions. 4. Study the USB2.0 Protocol Engine.5. Define & generate Descriptor Tables for the Protocol Engine, utilizing the USB2.0 SDK. 6. Perform System Integration in RTL (Verilog), write System Test Bench and run simulations

to verify correct functionality of the System. 7. Perform HW implementation of the System on XILINX ML605/Virtex6 FPGA Board, using

ISE12.1 SDK. 8. Employ Jungo's WinDriver SDE to write the Device Driver. Write simple program to select

image & parameters for processing, to feed the Demo System on the FPGA Board.9. Use the Demo as a Test Program to verify correct operation of the entire DFP Device.10. Perform Synthesis checks for smooth handover to Backend (ASIC) Team11. Complete Documentation Set - Specification, Architecture, Verilog code, FPGA mapping,

Test Program code, Test results.12. Project Presentation

דרישות:מל"ס, )יתרון( למחשב אריתמטיקה

עם: בשיתוף-

מנחה:דורון משה

אקדמי: אחראיקרן דר' אסנת

סטודנטים:

מקורות:

118

1. DFP Project Book.2. IEEE Standard for Floating-Point Arithmetic, IEEE Working Group of the Microprocessor

Standards Subcommittee, IEEE, 2008.3. Wang, L.-K. Erle, M. A. Tsen, C. Schwarz, E. M. Schulte, M. J. "A survey of hardware

designs for decimal arithmetic", IBM Journal of Research and Development ,Volume: 54 Issue: 2, pp. 8:1 - 8:15 , 2010.

4. M.A. Erle, M.J. Schulte, and J.M. Linebarger, “Potential Speedup Using Decimal Floating-Point Hardware,” Proc. 36th Asilomar Conf. Signals, Systems and Computers (ACSSC ’02), vol. 2, pp. 1073-1077, Nov. 2002.

5. L. Eisen, J.W. Ward III, H.-W. Tast, N. Ma¨ding, J. Leenstra, S.M. Mueller, C. Jacobi, J. Preiss, E.M. Schwarz, and S.R. Carlough, “IBM POWER6 Accelerators: VMX and DFU,” IBM J. Research and Development, vol. 51, no. 6, pp. 663-684, Nov. 2007.

119

14

הפרויקט שם

System On Chip [SOC]מימוש פיסיקלי של - Backend implementation of Graphics On Key as System On Chip

תיאור:This project is a follow-up of the present front-end Graphics On Key designed in the VLSI Lab. Goal: To complete full SOC design up to GDSII, including. There will be a lot of emphasis on Timing, Area and Low Power closure. We’ll work with 65nm library of TSMC. Closing together all GOK system.

תכולה:Receiving Verilog netlist and /or RTL and delivering GDSII ready for Tape-out by doing the following activities:

Synthesis Formal equivalence checking

Floor Planning Place and Route including clock tree

Timing closure IR drop analysis Signal Integrity

Base of Design For Test (Scan chain insertion and reordering) Physical Verification ECO implementation

דרישות:VLSIספרתית, אלקטרוניקה

עם: בשיתוףCadence Israel

מנחה:אלטמן דוד

אקדמי: אחראיוימר פרופ' שמואל

סטודנטים:

מקורות:TBD

120

15

שם:הפרויקט

adaptive clock gating Data-drivenמימוש פיזי של – Clock-Tree construction driven by flip-flops activity

תיאור:This project will replace the clock-tree construction of the standard Cadence encounter design flow with a clock-tree driven by the activity of the underlying flip-flop as obtained by the application in hand. In our specific case we’ll employ the method for the back-end design of AGE – a 3D graphics accelerator, which design with standard clock tree already exists in the VLSI Lab. An alternative is to get a design from Intel corporate.This project incorporates the results of the state of the art low-power VLSI clocking research. It will be the first attempt to examine how the method is working in reality and how far the dynamic power of the chip is reduced. We’ll also examine the impact on delay and area of the chip.

תכולה:1. Get hands on the existing backend design. Be able to re-run it with the

existing clock-tree synthesizer and measure power, delay and area results.2. Get hands on the theory of data-driven clock gating, including algorithms and

analysis tools that have already been developed in BIU VLSI Lab.3. Implementation of data driven clock gating in gate-level verilog, using SW

tool developed in BIU VLSI Lab, including verification of correctness.4. Clustering flip-flops by using VLSI lab tool (developed at the Technion).5. Construction of entire place and route with the clock tree as defined by the

data-driven gating.6. Running power and timing analysis. Comparison to nominal flow.

7. Reporting and documentation.דרישות:

VLSI, knowledge of hardware design, algorithmsעם: בשיתוף

-מנחה:

וימר ופרופ' שמואל אלטמן דודאקדמי: אחראי

וימר פרופ' שמואלסטודנטים:

מקורות:TBD

121

16

שם:הפרויקט

OTN Framer עבור עזר מעבד ליבת של ותוכנה חומרה מימושSW and HW Co-Processing Core of OTN Framer

תיאור:Software/Hardware integration of the new very high bandwidth Networking ITU-T G.709 Standard for Optical Transport Network )OTN( Framer Device. The goal is to deliver a stable, high throughput Framer that combines 4 data ports )sources( into a single data stream, including Overhead Information and deliver data to 4 ports )destinations(, adhering to the STD, without mistakes. The challenge is to define and implement a complete System-on-Chip )SoC(, having the right SW/HW partitioning to achieve performance and flexibility goals. The OTN Framer Firmware to be executed on a General Purpose Embedded Core )IP( @ 400MHz clock under Real Time Operating System )RTOS(, working in conjunction with specific-designed Hardware Accelerators, to cope with the high data rate and to verify correct processing of OTN Frames.

תכולה:1. Study the Hardware infrastructure and accelerating modules –

The FPGA Board, the Aligner, Scrambler, Memory Sub-System )Code and Data(, the Embedded Processing Core and System Bus.

2. Study the Framer Software.3. Select the appropriate RTOS )Linux?( for the GP Embedded IP

Core and the Job.4. Convert the Framer Software into Firmware, including all

Drivers and interfaces to the HW.5. Perform System Integration, using Xilinx Embedded

Development Kit )EDK( for the FPGA-based Embedded Systems Design.

6. Performs Hardware/Software Verification on the FPGA-based OTN Framer for adherence to the STD and smooth data transfer.

7. Complete Documentation Set - Specification, Architecture, Verilog code, FPGA mapping, Test Program code, Test results.

8. Project Presentation.Programming in C/C++, Linux, Verilog, Xilinx Embedded Development Kit

(EDK)דרישות:

,ארכיטקטורה מל"סעם: בשיתוף

-מנחה:

דורון משהאקדמי: אחראי

וימר פרופ' שמואלסטודנטים:

122

מקורות:1. ITU-T G.709 Standard Draft2. A 10Gbps OTN Framer Implementation Targeting FPGA Devices.pdf

123

17

שם:הפרויקט

Ray-Tracer-on-Keyמערכת של ומימוש תכנוןRay-Tracer-on-Key System Design and Integration

תיאור:System design is the process of devising the best architecture for a complete System, to function as an application device, by utilizing pre-designed IP Modules and implementing additional sub-system blocks. The goal of this Project is to deliver a functional Device, functioning as a Ray Tracing Advanced Graphics Computational Core. The System-on-Chip )SoC( is based on previous Projects executed in the VLSI Lab - USB2.0 Protocol Engine and DMAC and the USB2.0 SDK. The goal is to deliver a low power, USB2.0 Device, to be used as a Near-Realistic Graphic Processing Engine for Mobile Systems like Game Stations or Mobile Computing Systems.

תכולה:1. Study the Ray Tracing Computational Core – functionality and

Interface.2. Study USB2.0 Protocol-Aware DMAC Design.3. Study USB2.0 STD Link Layer, Enumeration & Data Transfer

sessions. 4. Study the USB2.0 Protocol Engine.5. Define & generate Descriptor Tables for the Protocol Engine,

utilizing the USB2.0 SDK. 6. Perform System Integration in RTL )Verilog(, write System

Test Bench and run simulations to verify correct functionality of the System.

7. Perform HW implementation of the System on XILINX ML605/Virtex6 FPGA Board, using ISE12.1 SDK.

8. Employ Jungo's WinDriver SDE to write the Device Driver. Write simple program to select image & parameters for processing, to feed the Demo System on the FPGA Board.

9. Use the Demo as a Test Program to verify correct operation of the entire RT-on-Key Device.

10. Perform Synthesis checks for smooth handover to Backend )ASIC( Team

11. Complete Documentation Set - Specification, Architecture, Verilog code, FPGA mapping, Test Program code, Test results.

12. Project Presentation.

Programming in C/C++ , Verilog, Cadence Incisive Simulator, Xilinx ISE, Jungo WinDriver

דרישות:,ארכיטקטורה מל"ס

עם: בשיתוף-

124

מנחה:דורון משה

אקדמי: אחראיוימר פרופ' שמואל

סטודנטים:

מקורות:including source files Ray Tracing, USB2.0 Protocol Engine & DMAC

125

בית-הספר להנדסת חשמל - BIU · Web viewOptical character recognition using the SVM...

Documents

Transcript of בית-הספר להנדסת חשמל - BIU · Web viewOptical character recognition using the SVM...