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Unraveling the Physics of Light at Scale

Descrizione del progetto

Cominciamo a vedere la luce in settori che spaziano dalla scienza ambientale alla biologia

I fotoni sono piccole sonde quantistiche del mondo attorno a noi. I modi in cui questi pacchetti di luce vengono riflessi, rifratti o assorbiti dai materiali nei loro percorsi possono essere impiegati per identificare i materiali stessi. Tuttavia, per «filtrare» tutti gli altri illimitati elementi nell’immagine letterale e metaforica, dobbiamo sapere che cosa sono tali elementi e in che modo modificano la luce. Questo cosiddetto problema inverso (lavorare a ritroso da una misurazione indiretta a una misurazione di interesse dalla relazione nota tra le due) è abbastanza complesso, eppure fondamentale, per settori che spaziano dalle immagini satellitari e dalla scienza climatica alla microscopia dei campioni biologici. Il progetto UNRAVEL, finanziato dall’UE, sta sviluppando metodologie di grafica realizzata al computer che integrino quei ponti nascosti tra i parametri illimitati e la luce per consentire agli scienziati in praticamente qualsiasi campo di analizzare immagini complesse ed estrarre i parametri di interesse.

Obiettivo

Earth climate research crucially depends on measurements of the atmospheric distribution of CO2, which is largely obtained using satellites. But satellites cannot directly measure CO2—they capture photographs at different wavelengths that must be mathematically processed to obtain this information. Current methods for solving this inverse problem are unaware of many aspects of the images including topography, cloud shape, shadowing, etc. The UN Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) has identified the resulting errors as the main cause of discrepancies between different climate sensitivity models.

This proposal in the area of computer graphics introduces methods for inverting the physics of light at unprecedented scales that will address these inaccuracies. However, the scope of our contribution extends far beyond climate modeling: it will have a revolutionary impact on all scientific disciplines that involve the analysis of images, including biology, computer vision, architecture, and many others.

In this project,

- we will establish the first framework for inverting light simulations with billions of parameters.

To demonstrate its generality, and to realize the impact of this framework, we will specialize it to three areas:

- we will develop the first invertible atmospheric optics simulator for earth climate monitoring that accounts for 3D structures, addressing severe inaccuracies of current methods.

- we will create an invertible virtual microscope that will open the door to fundamentally new reconstruction techniques in the area of biology.

- we will design architectural light simulations that are able to adapt buildings so that they make ideal use of naturally available daylight.

To achieve these goals, we must unravel the messy physics of light to either reveal or control the properties of visible and invisible objects. Our approach will solve this impossible-seeming problem at large scales with substantial impact across disciplines.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

ERC-STG - Starting Grant

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2020-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

ECOLE POLYTECHNIQUE FEDERALE DE LAUSANNE
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 1 496 955,00
Indirizzo
BATIMENT CE 3316 STATION 1
1015 LAUSANNE
Svizzera

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Regione
Schweiz/Suisse/Svizzera Région lémanique Vaud
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 1 496 955,00

Beneficiari (1)

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