| |
|
 12,
2001
Nasze prace związane są z różnymi aplikacjami - technicznymi,
medycznymi
(tomografia interferometryczna), multimedialnymi (pomiar
kształtu i monitorowanie ruchu obiektów trójwymiarowych,
przekazywanie tej informacji do Internetu i systemów wirtualnej
rzeczywistości).
" Zawsze pytam o nowe" Rozmowa z prof. Małgorzatą Kujawińską,
laureatką Konkursu o Subsydium Profesorskie FNP
Czy dom w jakiś sposób zainspirował Panią do zainteresowania
się zagadnieniami technicznymi?
- Raczej nie. Moi rodzice są ekonomistami. Tata tworzył po
wojnie spółdzielczość inwalidzką i był przez dwadzieścia
lat prezesem Związku Spółdzielni Inwalidów. Mało był w domu,
bo miał mnóstwo spraw na głowie i nie zawsze o rodzinie pamiętał.
Mama do dziś mówi, że wdałam się w niego. Staram się jednak
to wyważać i, może dlatego, że jestem kobietą, jakoś mi się
udaje.
- Czym interesowała się Pani w szkole?
- Mieszkając na Saskiej Kępie wybrałam jedyne wówczas liceum
z językiem wykładowym angielskim - im. Mikołaja Kopernika
na Woli. Wiem teraz, że opłacało się wstawać wcześnie i
jeździć daleko. Od dzieciństwa zresztą ja i mój brat uczyliśmy
się angielskiego, rodzice o to dbali. Nabrałam przekonania,
że z dobrą angielszczyzną można zawojować świat. Okazało
się jednak, że sam język, ułatwiający porozumiewanie się
z ludźmi, nie daje pełnej satysfakcji i trzeba dodać coś
konkretnego. Nie miałam nigdy kłopotów ani z przedmiotami
humanistycznymi, ani ścisłymi. Chyba w trzeciej licealnej
doszłam do wniosku, że nauki ścisłe "to jest to", ale potem
długo się zastanawiałam, którą z nich wybrać. Brat, starszy,
studiował fizykę w uniwersytecie, a że zawsze trochę rywalizowaliśmy,
uznałam, że nie mogę go naśladować i zdecydowałam się na
politechnikę. Najpierw wymyśliłam sobie architekturę i
nawet brałam lekcje rysunku, żeby się przygotować. Nie
szło mi to świetnie, zrozumiałam, że nie mam "lekkiej ręki",
nie będę więc wybitnym architektem. Poszłam na mechanikę
precyzyjną, gdzie była inżynieria biomedyczna, optyka i
automatyka, takie raczej "drobne rzeczy". Od razu zwróciłam
uwagę na optykę i postanowiłam, że w tym będę się specjalizować.
- Co Panią pociągało w optyce?
- Czytałam wtedy artykuły popularnonaukowe na temat laserów
i holografii, która mnie szczególnie zafascynowała. Prof.
Romuald Jóźwicki zaczął pierwszy cykl wykładów z holografii,
gdy byłam na drugim roku i od razu się na ten wykład wybrałam.
Muszę się przyznać, że idąc na politechnikę myślałam tak:
znam angielski, zorientuję się w najnowszych trendach w
technice, a później pójdę na dziennikarstwo (nie było wtedy
dziennikarskich studiów pomaturalnych) i w ten sposób połączę
zainteresowania humanistyczne ze ścisłymi. Stało się inaczej.
Pracę magisterską robiłam z pamięci holograficznej, nad
którą grupa prof. Jóźwickiego pracowała wspólnie z Instytutem
Maszyn Matematycznych.
W potocznej świadomości holografia to obrazy trójwymiarowe.
Ściślej mówiąc, jest to zapis informacji amplitudo-fazowej.
Amplituda wynika z ilości światła odbitego od przedmiotu,
faza to jego kształt. W pamięci holograficznej można na bardzo
małej powierzchni zapisać bardzo dużo danych i dodatkowo
dane te można gęsto upakować w objętości. Dodatkowo jeszcze
hologram jest o wiele mniej narażony na zniszczenie niż zapis
magnetyczny, gdyż każdy jego punkt niesie informację o całości
zapisanego obrazu.
- Holografia jednak nie wyparła dotąd innych rodzajów
zapisu informacji?
- Nie, ponieważ nie ma jeszcze dostatecznie dobrych nośników,
które pozwalałyby na szybki zapis i odczyt. Technologia pozostaje
w tyle za rozwiązaniami teoretycznymi. Robi się hybrydy różnych
typów nośników do pamięci operacyjnych, ale rezultaty wciąż
nie są zadowalające.
- Jest pole do poszukiwań i nadzieje na odkrycia.
- O tak! Sama robiłam doktorat z holografii, ale syntetycznej,
czyli komputerowo generowanych hologramów. Przed doktoratem
udało mi się wyjechać do Stanów Zjednoczonych. Było to
tak, że mój brat, który skończył studia i potem doktoryzował
się w Instytucie Fizyki PAN, otrzymał kontrakt w MIT, żeby
tworzyć tam stanowisko badawcze z zakresu spektrometrii
wysokoenergetycznej. W pamiętnym roku 1980 zaprosił mnie,
a ja wykorzystałam ten pobyt, żeby się skontaktować z największymi
sławami od holografii. W Bostonie poszłam do prof. Bentona,
który w firmie Polaroid robił hologramy o wymiarach metr
na pół metra, rejestrujące dzieła sztuki, co było wielkim
osiągnięciem. Skontaktowałam się też z naszym ziomkiem
prof. Pryputniewiczem, który jako jeden z pierwszych wykorzystał
interferometrię holograficzną do badań medycznych. Później
zatelefonowałam do prof. Leitha z Michigan University w
Ann Arbor, który w 1962 roku, razem z prof. Upatnicksem,
stworzył tzw. holografię pozaosiową, od czego zaczęły się
właściwie wszystkie zastosowania techniczne.
- Co to jest holografia pozaosiowa?
- Mówiąc najogólniej, jest to dalszy krok na drodze do lepszego
odtwarzania zapisów holograficznych, czyli wierniejszego
odwzorowania danego obiektu. Wymagało to koherentnego źródła
światła oraz materiałów fotograficznych o znacznie większej
rozdzielczości. W początku lat 60. wynaleziono laser (koherentne
źródło światła), co Leith i Upatnicks natychmiast wykorzystali
i od tego czasu datuje się rzeczywisty rozwój holografii.
- W roku 1980 dotarła Pani do jednego z "ojców"
tej dziedziny?
- Tak jest. Spytałam prof. Leitha przez telefon, czy mogę
zobaczyć jego laboratorium. Uprzejmie mnie zaprosił. Pojechaliśmy
z bratem na wycieczkę po Stanach i wstąpiłam do Ann Arbor,
mówiąc od razu, że za dwa tygodnie będę wracać i wtedy
chciałabym zostać u niego na praktykę. Profesor był zaskoczony,
nie miał na to funduszy, ale zgodził się, żebym została
na własny koszt.
- Jaki to był moment w Pani karierze akademickiej?
- Studia skończyłam w październiku 1976 roku. We wrześniu
1977 urodziłam córkę Anię, a potem zabrałam się szybko
do doktoratu i w momencie, o którym mowa, miałam mocno
zaawansowaną pracę. obrona była wyznaczona na grudzień
1981. Przyszedł stan wojenny i to się odwlekło do marca
1982 roku. Kiedy byłam na praktyce u prof. Leitha, akurat
przyjechał tam na sabbatical prof. Chen, zajmujący się
holografią tęczową.
- Co to takiego?
- Jest to specyficzny typ hologramów, które można odczytywać
światłem białym. Powszechnie dziś stosowane nalepki to
właśnie hologramy tęczowe. Rezultatem mojego czterotygodniowego
pobytu w Ann Arbor były dwa artykuły opublikowane wspólnie
z prof. Chenem w "Opthics Communications", prestiżowym
czasopiśmie z listy filadelfijskiej.
- Nieczęsto się to zdarza ludziom przed doktoratem.
Przedsięwzięcie całej tej wizyty naukowej w wiodącym laboratorium
wymagało
sporej śmiałości.
- No tak, ale muszę powiedzieć, że mam dużo szczęścia w życiu.
Ludzie, których spotykam, zawsze mi pomagają. Teraz staram
się spłacać ten dług, pomagając młodym, którzy do mnie przychodzą
z problemami naukowymi.
- Akcentowałabym jednak mocniej tę pani śmiałość,
inicjatywę szukania najlepszych mistrzów na świecie.
- Staram się tego uczyć moich doktorantów. Powtarzam im,
żeby nie bali się pytać, mówić o swoich pomysłach, nawet
gdy sami nie są ich jeszcze zupełnie pewni, gdy wydają się
fantastyczne, nie są jeszcze gotowe.
- Człowiek musi wierzyć, że podoła zadaniu, jakie
sobie stawia. Musi, naturalnie, umieć zadanie sformułować,
musi
widzieć cel. Myślę, że jadąc do Ameryki miała pani wyobrażenie
o tym, co w holografii jest do zrobienia?
- Tak. Przekonałam się już wtedy, że jeśli się tam sobą coś
reprezentuje, jeśli chce się pracować i myśli się przy tej
pracy, to odzew mistrzów, od których pragniemy się uczyć,
jest bardzo pozytywny. Warto przypomnieć, zwłaszcza młodym
czytelnikom, że w 1980 roku wyjazd do Stanów był rzadkością
i może to troszkę wpływało na stosunek do tych nielicznych,
którzy się tam zjawiali. Jak mówiłam, poznałam wówczas prof.
Pryputniewicza, a potem współprzewodniczyliśmy wielu światowym
konferencjom z zakresu metrologii optycznej. Teraz ja wysyłam
swoich doktorantów do USA.
- Czy holografia nadal żywo się rozwija?
- W latach 70. ogłoszono tysiące prac na temat telewizji
holograficznej, kina holograficznego, ale wciąż tego nie
mamy. Wydawały się najbardziej naturalnymi spośród zastosowań
- przeniesienie dwuwymiarowego obrazu w trzeci wymiar.
- Co jest przeszkodą?
- Najkrócej mówiąc, nośnik. Materiał rejestrujący hologramy.
Zapis cyfrowy, coraz bardziej powszechny, matryce stosowane
w aparatach cyfrowych, dają rozdzielczość stu linii na
milimetr, a holografia wymaga minimum tysiąca.
- Gdzie uczeni szukają rozwiązania tego problemu?
- Od jakichś pięciu lat rozwija się bardzo żywo tzw. holografia
cyfrowa, polegająca na stosowaniu do rejestracji obrazu
specjalnych matryc złożonych z milionów detektorów - pikseli
- takich samych matryc światłoczułych, w jakie wyposażone
są obecnie dobrej klasy cyfrowe aparaty fotograficzne.
Na razie można w taki sposób uzyskać hologramy cyfrowe
małych obiektów, o wielkości rzędu centymetrów. Można je
zarejestrować cyfrowo i przesłać siecią telekomunikacyjną,
a potem odtworzyć hologram oświetlając go wiązką laserową.
Można więc urządzić ministudio kinowe czy telewizyjne,
tylko że w takim studiu dałoby się pokazać... motylka albo
robaczka.
- Rozumiem, że prace idą w kierunku tworzenia cyfrowych
hologramów coraz większych obiektów?
- Tak jest, czyli uzyskiwania coraz mniejszych pikseli, owych
pojedynczych detektorów tworzących matrycę rejestrującą,
i zwiększania liczby tych pikseli. Prace nad wykorzystaniem
holografii cyfrowej prowadzi m.in. jeden z moich doktorantów.
- Wyobrażam sobie, że ma ona już zastosowanie tam,
gdzie w grę wchodzą małe obiekty?
- Przede wszystkim do nieniszczących badań w technice, ale
także w medycynie. Rozwinęła się cała dziedzina mikronanotechnologii
nakierowanych na wykorzystanie MEMS-ów, systemów mikroelektromechanicznych,
i MOEMS-ów, systemów mikrooptoelektromechanicznych, które
wkraczają do produktów używanych przez nas na co dzień -
np. samochodu, gdzie poduszka powietrzna lub autopilot bazują
na takich właśnie czujnikach. Chętnie mówimy o innowacyjności.
Otóż, największa innowacyjność charakteryzuje dzisiaj makro-
i nanotechnologię.
- Znów zajmuje się Pani dziedziną z "pierwszej linii"?
- Pociąga mnie zupełnie inna, nowa filozofia tworzenia takich
mikrosystemów. Duże wytwory techniki, np. sworzeń czy śrubę,
robi się "jedno po drugim", dążąc do skrócenia kolejnych
operacji i przez to do przyśpieszenia całego procesu. Mikrosensorów,
które opisałam, wykonuje się jednocześnie 10 tysięcy i
więcej (dlatego można je sprzedawać za centa). Jest to
zupełnie inny proces technologiczny. Wymaga niezwykłej
wprost precyzji i musi być poprzedzony żmudnymi badaniami.
W rozmaitych, częstych dzisiaj prezentacjach używa się
rzutników komputerowych, czyli urządzeń do cyfrowej projekcji
światła. Większość z ich opiera się na matrycy złożonej
z kilkudziesięciu tysięcy mikrozwierciadełek, każde o wymiarach
10 na 10 mikrometrów, każde oddzielnie sterowane sygnałem
elektrycznym. Odpowiednia konfiguracja tych zwierciadełek
daje obraz na ekranie. Mnóstwo ludzi używających rzutnika
nie zdaje sobie pewnie sprawy, że podstawowy element, który
im to umożliwia, przygotowywano do masowej produkcji przez
8 lat! Hologramy cyfrowe pokazują trójwymiarowo przemieszczenia,
odkształcenia, naprężenia w takich elementach, które składają
się np. na wspomnianą matrycę mikrozwierciadełek. Obywa
się przy tym bez całej chemii związanej z obróbką fotograficzną,
jakiej wymagały hologramy "tradycyjne".
- Wciąż jest to optyka, stosowana w innych działach
techniki?
- Tak. Może się trochę pochwalę mówiąc, że to, co starałam
się robić przez wiele lat, po części się udało. Starałam
się mianowicie wprowadzić metody optyczne do polskich laboratoriów
mechanicznych. Dwa opracowane przez nas urządzenia zdobyły
w zeszłym roku złote medale na wystawach w Gdańsku i Brukseli.
Jedno z nich to swego rodzaju "czarna skrzynka", którą
zakłada się na standardową maszynę wytrzymałościową (np.
zrywarkę), żeby uzyskać bardzo precyzyjne informacje, jakich
żadnymi innymi metodami uzyskać się nie da. Bada się za
jej pomocą szczególnie skomplikowane struktury - materiały
kompozytowe, złącza metal-ceramika - i analizuje problemy
mechaniki pękania oraz zmęczenia materiałów. Drugie urządzenie
to system do pomiaru kształtu obiektów trójwymiarowych.
Współpracujemy na tym polu z laboratoriami we Francji,
w Niemczech, Stanach Zjednoczonych.
- Wróćmy na moment do Pani biografii. Co po doktoracie?
- W roku 1986 był konkurs na 20 stypendiów, ogłoszony przez
British Council. Stanęło do niego kilkaset osób z całej
Polski. Udało mi się przejść przez gęste sito (znajomość
angielskiego i precyzja w formułowaniu zamierzeń) i wyjechałam
na 10 miesięcy do National Physical Laboratory pod Londynem,
gdzie opracowano najnowsze metody analizy interferogramów
i gdzie jest bardzo mocna grupa optyków. Tak zebrałam większość
materiałów do habilitacji. Po części była to kontynuacja
moich wcześniejszych prac, ale musiałam się nauczyć wielu
nowych rzeczy, jak np. różnego typu metody przetwarzania
obrazów. Zaowocowało to później szybkim rozwojem tej dziedziny
na Wydziale Mechatroniki PW.
- Ciągle szuka Pani "nowych rzeczy"?
- One są przecież najciekawsze, ale to się bierze także stąd,
że bardzo dużo rozmawiam z przedstawicielami różnych dziedzin
i słucham, co im jest potrzebne. Chyba nie potrafiłabym
być wyłącznie teoretykiem, choć takich badaczy podziwiam.
- Na co przeznaczy Pani subsydium?
- Mam siedmiu doktorantów, przewspaniałych młodych ludzi.
Zajmują się, najogólniej mówiąc, optonumerycznymi metodami
pozyskiwania informacji, a nieco dokładniej, takimi metodami,
które poprzez analizę obrazu (najczęściej w postaci interferogramu)
dają informację o wielkościach poszukiwanych (kształt,
przemieszczenie, odkształcenie) w całym polu widzenia.
Jak już mówiłam, nasze prace związane są z różnymi aplikacjami
- technicznymi, medycznymi (tomografia interferometryczna),
multimedialnymi (pomiar kształtu i monitorowanie ruchu
obiektów trójwymiarowych, przekazywanie tej informacji
do Internetu i systemów wirtualnej rzeczywistości).
Aplikacje multimedialne to mój ostatni "konik". Chcielibyśmy
stworzyć studio wirtualne, w którym pośród trójwymiarowych
obiektów porusza się człowiek, i to, co się tam dzieje, można
przekazywać bezpośrednio do systemów komputerowych. Dla Politechniki
Gdańskiej opracowaliśmy - i wdrożyli - system pomiarów kształtu
elementów architektonicznych z odległości 20 metrów. Jest
to bardzo przydatne w archiwizacji i konserwacji zabytków.
Prof. Jóźwicki powtarzał: "Nigdy nie można zapomnieć o podstawach".
Ja się z tym zgadzam i dodaję: "Ale nie można zaniedbać aplikacji".
Staram się zachować harmonię. Dowodem na twórczy rozwój w
zakresie teoretycznych zagadnień są nasze liczne publikacje
w prestiżowych czasopismach.
Większą część subsydium przeznaczam na stypendia dla doktorantów
i na ich dokształcanie (poprzez kursy i konferencje) w tych
dziedzinach, w których nie jestem specjalistą. Przecież uczniowie
powinni przerosnąć mistrzów.
- Jakie cechy umysłu potrzebne są do zajmowania
się tak ciągle nową dziedziną?
- Duża otwartość i zdolność kojarzenia faktów z różnych dziedzin.
Ciągle mówię uczniom, że najpierw muszą się wzbić na wysoki
pułap i obejrzeć całe pole swoich zainteresowań z lotu ptaka,
a następnie przyjrzeć się, gdzie są jakieś "nieciągłości"
w badaniach prowadzonych na całym świecie. Bardzo często
duży postęp urzeczywistnia się poprzez nawet niewielki twórczy
wkład w danej dziedzinie dokładany do tego, co zrobiono lub
właśnie się robi w różnych innych dziedzinach.
- Czy studia w politechnice ujawniają i rozwijają
te cechy, które pani wymieniła?
- Oceniam to średnio. Sama staram się wyłapywać studentów,
którzy je posiadają i już na piątym roku włączać w jakieś
badania, żeby się nie rozpraszali i potem nie uciekali z
nauki. Co do doktorantów, marzy mi się, żeby wychodzili od
nas z nowoczesnymi produktami swego autorstwa, zakładali
firmy i promowali te produkty - czyli rozmaite urządzenia
do optonumerycznego pozyskiwania informacji - w świecie.
Rozmawiamy z kolegami z innych wydziałów i uczelni o stworzeniu
konsorcjum takich niewielkich firm tworzonych przez naszych
absolwentów. Nie jesteśmy, jak się czasem myśli, daleko w
tyle. Zapraszając najwybitniejszych specjalistów z zachodnich
uniwersytetów i firm do naszych laboratoriów, spotykając
się z nimi na konferencjach, mogę proponować współpracę i
sugerować pewne jej kierunki.
- Wiem, że działa pani w międzynarodowych organizacjach
naukowych.
- W 1990 roku przyjechała do Polski delegacja największej
międzynarodowej organizacji optycznej SPIE (The Inernational
Society for Optical Engineering) i założyliśmy jej polską
sekcję. Rok później jechałam do Stanów na zaproszenie NASA,
żeby robić dla nich bardzo ciekawy projekt analizy hologramów
(dalszy ciąg przygód z holografią) rejestrowanych na statku
kosmicznym.
Władze SPIE zaprosiły mnie wówczas do swojej siedziby w stanie
Washington na rozmowy o wzajemnych kontaktach, a za następne
pół roku prezydent zaproponował, żebym została członkiem
Rady Dyrektorów, będącej czymś w rodzaju rady nadzorczej.
Zostałam pierwszym dyrektorem z Europy i pierwszym dyrektorem
kobietą. Po rocznej pracy wybrano mnie, tym razem w powszechnych
wyborach, na trzyletnią kadencję w Radzie Dyrektorów, a po
przerwie na jeszcze jedną, która kończy się w tym roku. W
styczniu 2002 obejmę funkcję sekretarza SPIE. Jest to funkcja
społeczna, wiąże się z dużym prestiżem i z dużą odpowiedzialnością.
Jeżeli nic temu nie przeszkodzi, w roku 2005 zostanę prezydentem,
przechodząc kolejno pozycje przewodniczącej Komitetu Sympozjów
oraz wiceprezydenta i mając możliwość podejmowania nowych
inicjatyw w świecie optyki oraz fotoniki. Organizacja ma
dużo roboty, gdyż w naszej szeroko rozumianej dziedzinie
bardzo dużo się dzieje. Wielu specjalistów twierdzi - ja
się do nich przyłączam - że o ile wiek XX był epoką elektroniki,
to XXI będzie stuleciem fotoniki. Powstają bardzo dynamiczne
Doliny Fotoniczne na wzór słynnej Doliny Krzemowej. Niemcy
przeznaczają na tę nowoczesną optykę środki największe od
czasu wydatków zbrojeniowych związanych z drugą wojną światową.
Bardzo sobie cenię zaufanie środowiska skupionego w SPIE,
choć zadania organizacyjne nie przesłonią mi na pewno pracy
badawczej.
Rozmawiała
Magdalena Bajer
Źródło:
|
|
|
