Huvudmeny

2019-12-19 10:26

Nya metoder ger exakta bilder vid indirekta mätningar


Forskare vid Högskolan i Borås ska ta fram helt nya matematiska metoder som ger mer exakta bildrekonstruktioner vid indirekta mätningar. Projektet pågår i fyra år och finansieras av Vetenskapsrådet.

Tolkningen av indirekta mätningar, eller inversa problem som är den teoretiska termen, handlar om att få information om parametrar som man inte kan observera direkt. Medicin, geofysik, miljövetenskap och astronomi innefattar alla mätningar av faktorer som vi inte kan se med blotta ögat, eller som vi vill kunna observera utan att använda invasiva metoder. För att bättre kunna mäta parametrar inom dessa områden behövs nya matematiska metoder, och det är detta som är målet med det nya forskningsprojektet som leds av Jens Wittsten, docent i matematik.

Inom medicin använder man till exempel medicinsk bildvetenskap för att skapa bilder på människan i medicinskt syfte. De indirekta mätningarna består då av att man belyser människokroppen med elektromagnetiska vågor och mäter hur dessa vågor förändras i intensitet när de färdas genom kroppen. Detta översätts sedan till information om var förändringen av intensitet skedde, vilket ger en bild av kroppens inre. Inom geofysik är georadar ett viktigt exempel, där man använder mikrovågor för att se ner i marken. Detta används också inom arkeologi för att leta efter fornlämningar, men även när man vill se under markytan vid hus- eller vägbyggen.

– Ett exempel där vi ska tillämpa våra nya metoder är för att mäta tjockleken på glaciärer. För att kunna veta storleken på en glaciär och därtill kunna se hur mycket av den som faktiskt smälter, behöver man kunna konstruera en exakt bild av glaciärens botten och för detta krävs nya metoder för att tolka och bearbeta väldigt komplicerad data, säger Jens Wittsten.

Helt ny matematik

Målet med projektet är att utveckla generella metoder för att komma tillrätta med vissa specifika utmaningar som man ställs inför vid rekonstruktionen av olika typer av indirekta mätningar i praktiska tillämpningar. Det är till exempel vanligt att man får nöja sig med ofullständig data på grund av att man inte kan mäta på tillräckligt många punkter, eller från mer än ett håll. Tid- och kostnadsfrågor kan också göra att mätningar endast görs längs ett glest rutnät, vilket kan resultera i en bildrekonstruktion som både är opålitlig och suddig. Men med nya matematiska metoder kan det bli mer korrekta mätningar som också är mer tidseffektiva.

Projektet kommer att pågå i fyra år med start i januari 2020.

– Det känns jättebra, det är fyra års forskningsmedel, vilket gör att jag kan fokusera på forskningen i mycket större grad än annars, säger Jens Wittsten.

Projektet är ett internationellt samarbete som genomförs tillsammans med Johan Robertsson, professor i geofysik vid ETH Zürich i Schweiz.

Text: Annie Klasén
Foto: Anna Sigge