Braunschweigin vallankumous: AI tunnistaa molekyylit 99 prosentin tarkkuudella!

Braunschweigin vallankumous: AI tunnistaa molekyylit 99 prosentin tarkkuudella!

Tutkijat osoitteessa TU Braunschweig ovat edistyneet merkittävästi mikroskopiassa hyödyntämällä tekoälyä (AI) mullistaakseen kuva-analyysin. Professori Timo de Wolffin ja professori Uta Schlickumin johtama monitieteinen tiimi on kehittänyt tekoälyn, joka pystyy karakterisoimaan skannaavia tunnelimikroskooppikuvia vaikuttavalla 99 prosentin tarkkuudella.

Tekoälyn käyttö mikroskopiassa ei ainoastaan ​​avaa uusia mahdollisuuksia tutkimukselle, vaan myös parantaa merkittävästi tehokkuutta. Ennen tämän tekniikan käyttöönottoa tutkijoiden täytyi etsiä ja laskea molekyylejä manuaalisesti pyyhkäisykoettimikroskooppikuvissa, mikä oli erittäin aikaa vievää. Nyt tekoäly mahdollistaa tarkan arvioinnin sekunneissa ja voi merkittävästi nopeuttaa tutkimusta.

Harjoitteludatan haaste

Aiemmin tekoäly vaati tuhansia merkittyjä harjoituskuvia luotettavien tulosten saamiseksi. Yksi haasteista oli tuottaa riittävästi dataa harjoittelua varten pienellä määrällä alkuperäisiä kuvia. Tämän ongelman ratkaisemiseksi tutkijat loivat tietokoneella generoidun harjoitustietojoukon, joka tuskin on laadultaan huonompi kuin todelliset kuvat. Tämä innovatiivinen lähestymistapa on mahdollistanut tekoälyn tunnistamaan myös molekyylien kiraalisen kohdistuksen todelliseen dataan 99 prosentin luotettavuudella.

Toinen merkittävä näkökohta tutkimuksessa on katalyysi- ja anturiteknologioiden tehokkuuden kasvu, jonka mahdollistaa molekyylien kiraalisuudesta riippuvainen analyysi. Tässä tutkimuksessa käytetty LENA:n fotonipyyhkäisyelektronimikroskooppi tuottaa atomin tarkkoja kuvia ja on tärkeä työkalu tämäntyyppisissä tutkimuksissa.

Verkosto tekoälylle

Projekti KI4ALL, jossa on mukana useita yliopistoja, kuten TU Clausthal ja Ostfalian ammattikorkeakoulu, tavoitteena on luoda kattava verkosto tekoälyn alalle. Keskeinen osa hanketta on vaihtoa ja verkottumista edistävän tekoälykeskuksen perustaminen. Tätä tarkoitusta varten nykyisille tekoälysovellus- ja tutkimusalueille luodaan digitaalista opetussisältöä, joka on saatavilla Open Educational Resources (OER) -muodossa. Tämä tarjous ei ole tarkoitettu vain opiskelijoille, vaan myös kaikille, jotka ovat kiinnostuneita laajentamaan taitojaan tekoälyn alalla.

Hanketta rahoittavat liittovaltion opetus- ja tutkimusministeriö sekä Niedersachsenin osavaltio, ja se on osa "Artificial Intelligence in Higher Education" -rahoitushanketta. Tämä osoittaa tekoälyn kasvavan merkityksen akateemisessa ja käytännön maailmassa.

Synergiaet kvanttimekaniikan ja tekoälyn välillä

Kvanttimekaniikan vaikutus tekoälyn alan kehitykseen on toinen jännittävä näkökohta Tieto keskustellaan. Kvanttimekaniikka tarjoaa näkemyksiä aineen ja energian peruslakeista, jotka voivat mullistaa perusteellisesti tietojenkäsittelyn ja koneoppimisen. Näiden kahden dynaamisen tutkimusalan synergiaet avaavat uusia näköaloja, esimerkiksi kvanttiperiaatteiden, kuten sotkeutumisen ja superpositioiden soveltamisen kautta tekoälyjärjestelmissä.

Nämä periaatteet voisivat tehostaa data-analyysiä huomattavasti ja löytää sovelluksia monilla eri aloilla, kuten ilmastomallinnus, lääketutkimus ja materiaalitiede. Kvanttilaskennan ja tekoälyn yhdistäminen tarjoaa kuitenkin paitsi mahdollisuuksia, myös haasteita, mukaan lukien korkeat laskentavaatimukset ja sopivien algoritmien kehittämisen monimutkaisuus.

Tutkimuksen edistäminen näillä aloilla ei ainoastaan ​​lupaa innovatiivisia lähestymistapoja monimutkaisten ongelmien ratkaisemiseen, vaan myös herättää eettisiä kysymyksiä tietoturvasta ja tiedon vastuullisesta käytöstä. Kvanttimekaniikan ja tekoälyn päällekkäisyys voisi laajentaa nykyteknologian rajoja ja avata uusia mahdollisuuksia tulevaisuuden tutkimussuuntiin.