ProjectSiMaLeSAM: Simulations-basiertes Maschinelles Lernen für Superauflösungs-Mikroskopie

Basic data

Title:
SiMaLeSAM: Simulations-basiertes Maschinelles Lernen für Superauflösungs-Mikroskopie
Duration:
9/1/2021 to 8/31/2023
Abstract / short description:
SiMaleSAM
Simulations-basiertes Maschinelles Lernen für Superauflösungs-Mikroskopie
Simulation-based Machine Learning for Superresolution Microscopy

Rechnergestützte Mikroskopie-Verfahren wie Superauflösungs-Mikroskopie können biologische Strukturen mit sehr hoher Auflösung abbilden, und eröffnen so zahlreiche innovative Anwendungen in der biologischen und medizinischen Forschung. In diesem Projekt werden Algorithmen entwickelt und zur Verfügung gestellt, die Maschinelles Lernen (ML) und die Erzeugung synthetischer Daten kombinieren, um die Anwendungs- bereiche, Leistungsfähigkeit und Nutzbarkeit dieser Ansätze erheblich zu erweitern: Künstliche neuronale Netze werden auf numerischen Simulationen des Bildgebungsprozesses trainiert, um Informationen aus den Bildgebungsdaten optimal zu extrahieren.
a) Wir werden flexible Simulatoren des Bildgebungsprozesses entwickeln, die für den Einsatz in ML- Anwendungen optimiert sind. b) Wir werden ML-Algorithmen entwickeln, um Simulationen zu optimieren und Abweichungen zwischen empirischen und synthetischen Daten zu erkennen und zu korrigieren. c) Wir werden experimentelle und simulierte Daten und Kenngrößen zur Validierung von simulations-basierten Algorithmen zur Verfügung stellen. d) Unsere Software- und Cloudwerkzeuge werden es Anwendern in Wissenschaft und Industrie ermöglichen, unsere Methoden ohne Implementierungshürden anzuwenden. Fokus des Projektes ist die superauflösende Fluoreszenzmikroskopie, aber unsere ML-Methoden zur Optimierung und Anpassung von Simulationen sind flexibel auf eine Vielzahl von Bildgebungsverfahren und Rekonstruktionsprobleme anwendbar.
Keywords:
machine learning
Maschinelles Lernen
Mikroskopie
simulationsbasiert

Involved staff

Managers

Wilhelm Schickard Institute of Computer Science (WSI)
Department of Informatics, Faculty of Science
Bernstein Center for Computational Neuroscience Tübingen (BCCN)
Interfaculty Institutes

Local organizational units

Department of Informatics
Faculty of Science
University of Tübingen

Funders

Bonn, Nordrhein-Westfalen, Germany
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