Китайски учени разработиха първата в света система за трансмисионен електронен микроскоп, управлявана от изкуствен интелект, отбелязвайки крайъгълен камък от традиционната ръчна работа към напълно автономни изследвания, управлявани от AI.
Системата, наречена „Aeye-1“, е разработена от изследователи от Далианския институт по химическа физика на Китайската академия на науките в сътрудничество с Института по автоматизация на CAS в Шенян.
На 24 май технологията официално премина през строга оценка на научните и технологични постижения, проведена от Китайската федерация на петролната и химическата промишленост в Пекин. Експертна група единодушно заключи, че системата представлява глобална първа, позиционирайки Китай на международно водещо ниво в напредналите научни инструменти.
Усъвършенстваните научни инструменти са от решаващо значение за националната самостоятелност и технологична сигурност. Тъй като научните изследвания достигат до ултрамикроскопското царство, трансмисионният електронен микроскоп се превърна в незаменим инструмент за изучаване на модерни материали, чиста енергия и науки за живота.
Измина обаче един век от изобретяването на трансмисионния електронен микроскоп и технологията ТЕМ разчита до голяма степен на ръчни операции. Тази зависимост отдавна е създала големи затруднения, включително ниска ефективност, висока субективност и трудности при генерирането на точни, широкомащабни количествени данни.
За да разреши това критично предизвикателство на „запушващата точка“, изследователският екип на CAS прекара години, фокусирайки се върху интегрираното разработване както на софтуера, така и на хардуера на системата TEM.
Чрез преодоляване на пет основни технически препятствия – използване на въплътена интелигентност за прехвърляне на проби във висок вакуум, автономно електроноптическо подравняване, прецизна локализация на наномащаб, автономно TEM изобразяване и интелигентен анализ и възприемане на състоянието на системата и интелигентно планиране – екипът успешно изгради „Aeye-1“. Системата действа като „умно око“ за микроскопичния свят, постигайки напълно безпилотни, интелигентни операции в целия работен процес на доставка на проби, изображения и анализ на данни.
„Системата позволява напълно безпилотна работа с изкуствен интелект в целия работен процес. Ефективността на анализа на изображенията е повече от 300 пъти по-висока от ръчната обработка“, каза Денг Дехуи, водещ професор в DICP.
При практически тестове, включващи микроструктурен анализ на молекулярни сита – порести кристални материали, широко използвани като промишлени катализатори за ускоряване на химически реакции в енергетиката и химическото инженерство – системата AI-TEM демонстрира безпрецедентна продуктивност.
Средно „Aeye-1“ може да анализира 168 проби и да получава повече от 4000 изображения дневно. Този автоматизиран работен процес му позволява да обработва данни със скорост повече от 300 пъти по-бърза от ръчната обработка. Забележително е, че обемът на данните, получен само от две седмици работа с „Aeye-1“, е еквивалентен на работното натоварване за цяла година за конвенционален, ръчно управляван TEM.
Освен това, системата автоматично генерира изчерпателни, професионални аналитични отчети с подробна микроструктурна статистика.
Очаква се системата да ускори пробивите в области като геномиката на материалите – авангарден метод, който използва масивни библиотеки с данни за бързо проследяване на откриването на нови материали – както и развитието на зелена енергия и науките за живота.