MatematikawanAmerikaAkademisiProfesor

Stanley Osher

Stanley Osher adalah matematikawan Amerika Serikat yang dikenal atas kontribusinya pada metode level-set, penangkapan kejut, dan metode berbasis PDE dalam visi komputer dan pemrosesan citra.

1. Kehidupan

Stanley Osher lahir pada 24 April 1942. Perjalanan akademisnya membentuk dasar bagi kontribusinya yang luas di bidang matematika terapan dan komputasi.

1.1. Pendidikan

Osher menempuh pendidikan tinggi di beberapa institusi terkemuka:

  • Sarjana Sains (BS) dari Brooklyn College pada tahun 1962.
  • Magister Sains (MS) dari Universitas New York pada tahun 1964.
  • Doktor (PhD) dari Universitas New York pada tahun 1966.

2. Kontribusi Matematika

Stanley Osher adalah penemu atau salah satu penemu dan pengembang banyak metode numerik yang sangat sukses untuk fisika komputasi, pemrosesan citra, dan bidang-bidang lainnya. Minat penelitiannya mencakup berbagai area inti dalam matematika terapan dan komputasi.

2.1. Minat Penelitian

Minat penelitian utama Stanley Osher meliputi:

  • Metode level-set untuk menghitung antarmuka bergerak.
  • Metode aproksimasi untuk hukum konservasi hiperbolik dan persamaan Hamilton-Jacobi.
  • Variasi total (TV) dan teknik pemrosesan citra berbasis persamaan diferensial parsial (PDE) lainnya.
  • Komputasi ilmiah.
  • Persamaan diferensial parsial terapan.
  • Optimasi konveks berbasis L1/TV.

2.2. Metodologi Penelitian Utama

Osher telah mengembangkan atau menyempurnakan beberapa metodologi matematika inovatif yang menjadi dasar bagi banyak kemajuan di bidang komputasi dan aplikasi praktis.

2.2.1. Teknik Penangkapan Kejut dan Metode Resolusi Tinggi

Osher berkontribusi pada skema numerik resolusi tinggi untuk menghitung aliran yang memiliki gelombang kejut dan gradien curam. Ini termasuk skema ENO (essentially non-oscillatory) yang dikembangkan bersama Harten, Chakravarthy, Engquist, dan Shu, serta skema WENO (weighted ENO) bersama Liu dan Chan. Selain itu, ia mengembangkan skema Osher, skema Engquist-Osher, dan versi persamaan Hamilton-Jacobi dari metode-metode ini. Metode-metode ini telah banyak digunakan dalam dinamika fluida komputasi (CFD) dan bidang terkait.

2.2.2. Metode Level-Set

Bersama James Sethian, Osher mengembangkan metode level-set untuk menangkap antarmuka bergerak. Metode ini telah sangat sukses sebagai alat kunci dalam pemrosesan citra berbasis PDE dan visi komputer, serta aplikasi dalam geometri diferensial, segmentasi citra, masalah invers, desain optimal, aliran dua fase, pertumbuhan kristal, deposisi film tipis, dan etsa.

2.2.3. Pemrosesan Citra Berbasis PDE

Osher mempelopori metode restorasi citra berbasis variasi total (TV) bersama Rudin dan Fatemi, serta filter kejut bersama Rudin. Metode-metode ini merupakan teknik perintis dan banyak digunakan untuk pemrosesan citra berbasis PDE, dan juga telah diterapkan untuk masalah invers.

2.2.4. Metode Optimasi Konveks

Ia mengembangkan iterasi Bregman dan metode tipe Lagrangian teraugmentasi untuk masalah optimasi L1 dan yang terkait. Metode-metode ini fundamental bagi bidang-bidang seperti penginderaan terkompresi, penyelesaian matriks, dan analisis komponen utama yang kuat.

2.2.5. Persamaan Hamilton-Jacobi

Osher juga memberikan kontribusi dalam mengatasi kutukan dimensionalitas untuk persamaan Hamilton-Jacobi yang muncul dalam teori kontrol dan permainan diferensial.

2.3. Bidang Aplikasi Penelitian

Metodologi matematika yang dikembangkan oleh Osher telah diterapkan secara luas dalam berbagai domain praktis, menunjukkan dampak interdisipliner dari karyanya. Aplikasi ini meliputi:

  • Fisika komputasi
  • Pemrosesan citra
  • Visi komputer
  • Geometri diferensial
  • Segmentasi citra
  • Masalah invers
  • Desain optimal
  • Aliran dua fase
  • Pertumbuhan kristal
  • Deposisi film tipis
  • Etsa
  • Penginderaan terkompresi
  • Penyelesaian matriks
  • Analisis komponen utama yang kuat
  • Dinamika fluida komputasi (CFD)
  • Teori kontrol
  • Permainan diferensial

3. Aktivitas Akademik dan Karier

Perjalanan profesional Stanley Osher ditandai oleh afiliasi institusional yang kuat, peran dalam pendirian perusahaan, dan dedikasinya dalam membimbing generasi matematikawan berikutnya.

3.1. Afiliasi Institusional

Osher adalah seorang profesor di Universitas California, Los Angeles (UCLA). Selain itu, ia memegang peran penting sebagai Direktur Proyek Khusus di Institut Matematika Murni dan Terapan (IPAM) dan merupakan anggota California NanoSystems Institute (CNSI) di UCLA.

3.2. Pendirian Perusahaan

Osher telah mendirikan atau turut mendirikan tiga perusahaan yang sukses, yang berfokus pada aplikasi matematika:

  • Cognitech (bersama Rudin)
  • Level Set Systems
  • Luminescent Technologies (bersama Eli Yablonovitch)

3.3. Pembimbingan dan Mentoring

Stanley Osher telah menjadi pembimbing tesis bagi setidaknya 53 mahasiswa PhD, dengan 188 'keturunan' akademis, serta penasihat pascadoktoral dan kolaborator bagi banyak matematikawan terapan. Mahasiswa PhD-nya tersebar merata di bidang akademisi, industri, dan laboratorium, dengan sebagian besar terlibat dalam penerapan alat matematika dan komputasi untuk area aplikasi industri atau ilmiah.

4. Penghargaan dan Kehormatan

Atas kontribusinya yang luar biasa di bidang matematika, Stanley Osher telah menerima berbagai penghargaan dan kehormatan signifikan, antara lain:

  • National Academy of Engineering (NAE), 2018
  • William Benter Prize in Applied Mathematics, 2016
  • Carl Friedrich Gauss Prize, 2014
  • John von Neumann Lecture prize dari Society for Industrial and Applied Mathematics (SIAM), 2013
  • Fellow dari American Mathematical Society, 2013
  • Pembicara Pleno, Kongres Internasional Matematikawan, 2010
  • American Academy of Arts and Sciences, 2009
  • Fellow, Society for Industrial and Applied Mathematics (SIAM), 2009
  • Gelar Doktor Kehormatan, Universitas Baptis Hong Kong, 2009
  • International Cooperation Award, International Congress of Chinese Mathematicians, 2007
  • Computational and Applied Sciences Award, United States Association for Computational Mechanics, 2007
  • Docteur Honoris Causa, École Normale Supérieure de Cachan, Prancis, 2006
  • National Academy of Sciences (NAS), 2005
  • SIAM Kleinman Prize, 2005
  • ICIAM Pioneer Prize, 2003
  • Computational Mechanics Award, Japan Society of Mechanical Engineering, 2002
  • NASA Public Service Group Achievement Award, 1992
  • US-Israel BSF Fellow, 1986
  • SERC Fellowship (Inggris), 1982
  • Alfred P. Sloan Fellow, 1972-1974
  • Fulbright Fellow, 1971

5. Buku yang Ditulis

Stanley Osher telah menulis beberapa buku yang menjadi referensi penting di bidangnya:

  • Level set methods and dynamic implicit surfaces (Springer, New York, 2003). Buku ini membahas secara mendalam metode level-set dan aplikasinya dalam permukaan implisit dinamis.
  • Geometric level set methods in imaging, vision, and graphics (Springer, New York, 2003). Karya ini berfokus pada penggunaan metode level-set geometris dalam bidang pencitraan, visi, dan grafis.
  • Splitting methods in communication, imaging, science, and engineering (Springer, Cham, Switzerland, 2016), ditulis bersama R. Glowinski. Buku ini membahas metode pemisahan dalam berbagai aplikasi ilmiah dan rekayasa.

6. Dampak dan Evaluasi

Kontribusi Stanley Osher dalam matematika terapan dan komputasi telah memberikan dampak yang sangat besar dan luas. Metode-metode numerik yang ia kembangkan, seperti skema resolusi tinggi untuk gelombang kejut dan metode level-set, telah merevolusi bidang-bidang seperti dinamika fluida komputasi, pemrosesan citra, dan visi komputer. Karyanya dalam restorasi citra berbasis variasi total dan filter kejut dianggap sebagai metode perintis yang banyak digunakan.

Pengembangan metode optimasi konveks berbasis L1 juga fundamental bagi kemajuan di bidang-bidang baru seperti penginderaan terkompresi dan penyelesaian matriks. Kemampuannya mengatasi kutukan dimensionalitas dalam persamaan Hamilton-Jacobi telah membuka jalan baru dalam teori kontrol dan permainan diferensial. Pengakuan sebagai peneliti yang sangat banyak dikutip oleh ISI dan berbagai penghargaan bergengsi, termasuk Carl Friedrich Gauss Prize dan John von Neumann Lecture prize, menegaskan signifikansi dan pengaruh global dari karya-karyanya. Melalui pembimbingan puluhan mahasiswa PhD dan peneliti pascadoktoral, Osher juga telah membentuk generasi matematikawan terapan berikutnya, memastikan warisan ilmiahnya terus berkembang.

7. Tokoh Terkait

  • James Sethian, matematikawan yang merupakan salah satu pengembang metode level-set bersama Stanley Osher.