Revolúcia v Braunschweigu: AI rozpoznáva molekuly s presnosťou 99 percent!

Revolúcia v Braunschweigu: AI rozpoznáva molekuly s presnosťou 99 percent!

Výskumníci v TU Braunschweig urobili pozoruhodný pokrok v mikroskopii využitím umelej inteligencie (AI) na revolúciu v analýze obrazu. Interdisciplinárny tím, ktorý viedli profesor Timo de Wolff a profesor Uta Schlickum, vyvinul AI schopnú charakterizovať obrazy skenovacieho tunelového mikroskopu s pôsobivou presnosťou 99 percent.

Využitie AI v mikroskopii otvára nielen nové možnosti výskumu, ale tiež výrazne zvyšuje efektivitu. Pred zavedením tejto technológie museli vedci manuálne vyhľadávať a počítať molekuly na snímkach zo skenovacej sondy, čo bolo časovo veľmi náročné. Teraz AI umožňuje presné vyhodnotenie v priebehu niekoľkých sekúnd a môže výrazne urýchliť výskum.

Výzva tréningových dát

Predtým AI vyžadovala tisíce označených tréningových obrázkov na poskytovanie spoľahlivých výsledkov. Jednou z výziev bolo vygenerovať dostatok údajov na tréning s malým množstvom originálnych obrázkov. Na vyriešenie tohto problému vedci vytvorili počítačom vygenerovaný súbor tréningových údajov, ktorý je kvalitou sotva horší ako skutočné obrázky. Tento inovatívny prístup umožnil AI tiež rozpoznať chirálne usporiadanie molekúl na skutočných údajoch s 99-percentnou spoľahlivosťou.

Ďalším pozoruhodným aspektom výskumu je zvýšenie účinnosti katalýzy a senzorových technológií, ktoré je umožnené analýzou molekúl závislou od chirality. Fotónový rastrovací elektrónový mikroskop v LENA použitý v tomto výskume poskytuje atómovo presné obrázky a je kľúčovým nástrojom pre tieto typy štúdií.

Sieť pre umelú inteligenciu

Projekt KI4ALL, do ktorej sú zapojené viaceré univerzity ako TU Clausthal a Ostfalia University of Applied Sciences, má za cieľ vytvoriť komplexnú sieť v oblasti umelej inteligencie. Ústrednou súčasťou projektu je zriadenie centra AI, ktoré podporuje výmenu a vytváranie sietí. Na tento účel sa vytvára digitálny obsah výučby v súčasných oblastiach aplikácií a výskumu AI, ktoré sú dostupné ako otvorené vzdelávacie zdroje (OER). Táto ponuka je zameraná nielen na študentov, ale aj na každého, kto má záujem rozšíriť si svoje zručnosti v oblasti AI.

Projekt je financovaný spolkovým ministerstvom školstva a výskumu a spolkovou krajinou Dolné Sasko a je súčasťou iniciatívy financovania „Umelá inteligencia vo vysokom školstve“. To ukazuje rastúci význam AI v akademickom a praktickom svete.

Synergie medzi kvantovou mechanikou a AI

Ďalším vzrušujúcim aspektom je vplyv kvantovej mechaniky na vývoj v oblasti umelej inteligencie Vedomosti sa diskutuje. Kvantová mechanika ponúka pohľad do základných zákonov hmoty a energie, ktoré majú potenciál zásadne zmeniť spracovanie údajov a strojové učenie. Synergie z týchto dvoch dynamických oblastí výskumu otvárajú nové obzory, napríklad prostredníctvom aplikácie kvantových princípov, ako je zapletenie a superpozícia v systémoch AI.

Tieto princípy by mohli výrazne zvýšiť efektivitu analýzy údajov a nájsť uplatnenie v rôznych oblastiach, ako je modelovanie klímy, farmaceutický výskum a materiálová veda. Kombinácia kvantových výpočtov a AI však predstavuje nielen príležitosti, ale aj výzvy, vrátane vysokých výpočtových požiadaviek a zložitosti vývoja vhodných algoritmov.

Napredujúci výskum v týchto oblastiach sľubuje nielen inovatívne prístupy k riešeniu zložitých problémov, ale nastoľuje aj etické otázky o bezpečnosti dát a zodpovednom využívaní informácií. Prekrytie medzi kvantovou mechanikou a AI by mohlo rozšíriť hranice súčasnej technológie a otvoriť nové príležitosti pre budúce smerovanie výskumu.