В нашем исследовании протестирована технология полностью автоматизированного оптического сканирования

"В нашем исследовании протестирована технология полностью автоматизированного оптического сканирования тонких образцов, на которой будет основано новое поколение АМ. Мы анализировали производительность, и оценили достижимую скорость сканирования в сравнении с традиционными методами, - пояснил один из авторов исследования, сотрудник НИТУ "МИСиС" и INFN Андрей Александров.

Современная наука требует применения высокоскоростных сканирующих систем, способных проводить высокоточный анализ внутренней структуры образцов, получать и анализировать большие объемы информации. Такими системами являются АМ нового поколения - роботы оснащенные высокоточной механикой, высококачественной оптикой и высокоскоростной видеокамерой. АМ действует в миллионы раз быстрее микроскописта-человека, при этом не устает, и может работать 24 часа в сутки.

Современные АМ применяются для оптического сканирования эмульсионных трековых детекторов. Многотонные детекторы содержат миллионы эмульсионных пленок. Поскольку скорость работы АМ ограничивает применимость детекторов, ученые активно ищут способ сделать быстрее уже имеющихся роботов, и создать новые, в разы более быстрые поколения. Такие роботизированные микроскопы будут незаменимы в эксперименте по поиску темной материи, где будет необходимо проанализировать с беспрецедентной точностью десятки тонн нано-эмульсионных трекеров за минимально возможное время.

"Технология машинного зрения позволяет АМ в режиме реального времени распознавать объекты и самостоятельно решать, обработать их изображения или сдвинуться в другую точку. Сейчас для обработки большого (~2 ГБ/сек с каждой видеокамеры) потока изображений и ускорения интенсивных вычислений активно применяется технология параллельных вычислений CUDA и GPU-видеокарты. Мы же реализовали технологию поворота фокальной плоскости объектива" - добавил Александров.

По словам ученого, "эффективность и точность данного подхода оказались сопоставимы с традиционными, в то время как скорость сканирования - пропорциональна количеству установленных камер, что позволяет говорить о значительном прогрессе.

Далее ученые намерены создать и протестировать рабочий прототип нового поколения, использующий реализованную ими технологию поворота фокальной плоскости. В 10-100 раз выросшая скорость таких микроскопов позволяет значительно увеличить объем обрабатываемых данных, уменьшить время их анализа без больших финансовых затрат, и расширить границы применимости метода эмульсионных трековых детекторов."Будущие научные эксперименты, оперирующие подобными детекторами, будут заниматься поиском частиц темной материи, исследованием физики нейтрино, изучением фрагментации ионов для нужд адронотерапии рака и защиты экипажей межпланетных миссий от космических лучей" -- рассказал Александров.

Справка о НИТУ "МИСиС"

НИТУ "МИСиС" в 2018 году отметил 100-летие со дня основания Московской горной академии, преемником которой является. Сегодня НИТУ "МИСиС" - один из наиболее динамично развивающихся научно-образовательных центров страны. Находясь в числе лидеров технологического образования России, НИТУ "МИСиС" также представляет собой полноценный научный центр. Согласно данным основных образовательных рейтингов, университет занимает 30-е место в мире в категории "Инжиниринг-Горное дело" (рейтинг QS) и 76-е место в "Инжиниринг-Металлургия" (рейтинг ARWU), в области материаловедения НИТУ "МИСиС" находится на 191-й позиции (рейтинг U.S. News).

Стратегическая цель НИТУ "МИСиС" к 2020 году укрепить лидерство по направлениям специализации: материаловедение, металлургия и горное дело, а также существенно усилить свои позиции в сфере био-, нано- и ИТ-технологий. В состав университета входит 9 институтов, 6 филиалов - четыре в России и два за рубежом. В НИТУ "МИСиС" обучаются более 17000 студентов из 75 стран мира. В университете действуют более 30 научно-исследовательских лабораторий и 3 инжиниринговых центра мирового уровня, в которых работают ведущие ученые России и мира. НИТУ "МИСиС" успешно реализует совместные проекты с крупнейшими российскими и зарубежными высокотехнологичными компаниями.