DYMÁČEK, M. Adaptivní skenování na základě obrázků nižších rozlišení [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.
Diplomová práce Michala Dymáčka se věnuje mezioborovému problému, který propojuje fyziku mikroskopie atomárních sil (AFM) s problematikou zpracování obrazu v oblasti informatiky. Cílem bylo vyvinout adaptivní skenovací systém založený na obrázcích nižšího rozlišení, který by zrychlil měření technikami mikroskopie rastrující sondou (SPM). Tento přístup zahrnuje rychlejší získávání obrazu s nízkým rozlišením, jeho zvětšení pomocí matematické interpolace a optimalizaci skenovacího procesu obrazu ve vysokém rozlišení. Práce splňuje všechny požadavky a cíle zadání. Student provedl důkladnou rešerši algoritmů zpracování signálu, vybral vhodný algoritmus a vytvořil program pro adaptivní skenování. Program byl testován na reálném mikroskopu, čímž byla ověřena jeho funkčnost, efektivita a přesnost. Tato inovace má potenciál výrazně zkrátit dobu skenování, což je klíčové pro průmyslové aplikace a biologické vědy. Použité metody byly adekvátní a postup řešení systematický. Výsledky byly pečlivě analyzovány a interpretovány, přičemž byly identifikovány oblasti pro další zlepšení. Je třeba zmínit několik oblastí, ve kterých mohl být student pečlivější. Ovládání rychlosti bylo realizováno pomocí dvou hodnot, místo aby byla implementována spojitá změna rychlosti, což by bylo efektivnější. Také nastavení prahů pro rychlosti skenování bylo provedeno ručně na základě omezeného počtu měření, místo aby se použilo robustnější řešení svázané s vlastnostmi mikroskopu. Některá zjednodušení algoritmu způsobila, že výsledný algoritmus, ač funkční, nebyl optimalizován na maximální možnou úroveň. Práce splňuje všechny cíle a požadavky zadání, a to jak teoreticky, tak prakticky. Je logicky uspořádaná, kapitoly na sebe navazují a poskytují ucelený přehled o problematice, metodách a výsledcích. Přestože tato práce představuje hodnotný příspěvek v oblasti mikroskopie SPM, některé přístupy a implementace mohly být hlubší a propracovanější. Student prokázal schopnost samostatné práce a hluboké porozumění problematice, přičemž dosažené výsledky mají potenciál pro budoucí praktické využití v mikroskopii SPM.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | B | ||
| Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry | B | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | A | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | A | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A | ||
| Samostatnost studenta při zpracování tématu | B |
Práce se zaměřuje na problematiku měření pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM) s proměnlivou rychlostí, danou lokálními vlastnostmi vzorku (adaptivní skenování). Smyslem takového měření je zkrátit čas potřebný pro získání snímku, což je užitečné v řadě aplikací, tím spíše pak na zařízení na kterém diplomand pracoval, které kombinuje rychlé měření pomocí rastrovací elektronové mikroskopie s podstatně pomalejším měřením pomocí AFM. Limitujícím faktorem pro zrychlení pohybu hrotu mikroskopu po povrchu je schopnost kopírovat tvar povrchu a měření lokálně hladké části snímku je proto možné provádět podstatně rychleji. Pro zrychlení měření byla proto využita metoda skládájící se ze dvou fází - hrubého měření s nízkou konstantní rychlostí na základě jehož výsledku byla stanovena optimální rychlost v různých oblastech snímků a následného a podrobného měření s takto získanými rychlostmi. V teoretické části práce jsou uvedeny základní principy měření pomocí AFM, včetně popisu konkrétního zařízení a specifických prvků, které souvisí s jeho určením pro měření v rastrovacím elektronovém mikoskopu. Dále autor popisuje metodiku měření a zpracování dat, a to i s ohledem na vlastností reálného mikroskopu a kontroléru, což hodnotím velmi pozitivně - autor se musel potýkat z řadou omezení, která musel vhodně zvolenými experimenty sám prozkoumat a reagovat na ně. Navržená metoda je velmi robustní a pro specifické vzorky, které jsou lokálně hladké, vede k významnému zrychlení měření. Provedené experimenty jsou pečlivě dokumentovány. Po formální stránce je práce velmi kvalitní, vyskytují se jen drobné nedokonalosti, např. v obrázku 1.2 nejsou uvedeny typické vzdálenosti hrotu od povrchu, jak slibuje popisek. Po jazykové stránce je práce také dobrá, pouze místy jsou formulace poněkud kostrbaté (např. v sekci 2.1 "...the sample is scanned with, so the topography...", což patrně znamená, že je skenováno vzorkem).
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | A | ||
| Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry | A | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | A | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | A | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A |
eVSKP id 158405