Revolution i Braunschweig: AI känner igen molekyler med 99 procents precision!

Revolution i Braunschweig: AI känner igen molekyler med 99 procents precision!

Forskare vid TU Braunschweig har gjort anmärkningsvärda framsteg inom mikroskopi genom att utnyttja artificiell intelligens (AI) för att revolutionera bildanalys. Under ledning av professor Timo de Wolff och professor Uta Schlickum har ett tvärvetenskapligt team utvecklat en AI som kan karakterisera avsökningstunnelmikroskopbilder med en imponerande 99 procents noggrannhet.

Användningen av AI i mikroskopi öppnar inte bara nya vägar för forskning, utan förbättrar också effektiviteten avsevärt. Innan introduktionen av denna teknik var forskare tvungna att manuellt söka och räkna molekyler på skanningssondmikroskopbilder, vilket var mycket tidskrävande. Nu möjliggör AI exakt utvärdering på några sekunder och kan avsevärt påskynda forskningen.

Utmaningen med träningsdata

Tidigare krävde AI tusentals märkta träningsbilder för att leverera tillförlitliga resultat. En av utmaningarna var att generera tillräckligt med data för träning med en liten mängd originalbilder. För att lösa detta problem skapade forskarna en datorgenererad träningsdatauppsättning som knappast är sämre i kvalitet än de verkliga bilderna. Detta innovativa tillvägagångssätt har gjort det möjligt för AI att även känna igen den kirala inriktningen av molekyler på verkliga data med 99 procents tillförlitlighet.

En annan anmärkningsvärd aspekt av forskningen är ökningen av effektiviteten hos katalys- och sensorteknologier, som möjliggörs av den kiralitetsberoende analysen av molekylerna. Fotonskanningelektronmikroskopet i LENA som används i denna forskning ger atomexakta bilder och är ett avgörande verktyg för dessa typer av studier.

Ett nätverk för artificiell intelligens

Projektet KI4ALL, där flera universitet som TU Clausthal och Ostfalia University of Applied Sciences är involverade, syftar till att skapa ett heltäckande nätverk inom området artificiell intelligens. En central komponent i projektet är etableringen av en AI-hub som främjar utbyte och nätverkande. För detta ändamål skapas digitalt undervisningsinnehåll på aktuella AI-applikations- och forskningsområden, som finns tillgängliga som Open Educational Resources (OER). Detta erbjudande riktar sig inte bara till studenter utan också till alla som är intresserade av att utöka sina kunskaper inom området AI.

Projektet finansieras av det federala ministeriet för utbildning och forskning och delstaten Niedersachsen och är en del av finansieringsinitiativet "Artificiell intelligens i högre utbildning". Detta visar den växande betydelsen av AI i den akademiska och praktiska världen.

Synergier mellan kvantmekanik och AI

Kvantmekanikens inflytande på utvecklingen inom området artificiell intelligens är en annan spännande aspekt Kunskapen diskuteras. Kvantmekaniken ger insikter i grundläggande materia- och energilagar som har potential att i grunden revolutionera databehandling och maskininlärning. Synergier från dessa två dynamiska forskningsfält öppnar upp för nya horisonter, till exempel genom tillämpning av kvantprinciper som intrassling och superposition i AI-system.

Dessa principer kan avsevärt öka effektiviteten i dataanalys och finna tillämpning inom olika områden som klimatmodellering, läkemedelsforskning och materialvetenskap. Kombinationen av kvantberäkning och AI erbjuder dock inte bara möjligheter utan också utmaningar, inklusive de höga beräkningskraven och komplexiteten i att utveckla lämpliga algoritmer.

Avancerad forskning inom dessa områden lovar inte bara innovativa tillvägagångssätt för att lösa komplexa problem, utan väcker också etiska frågor om datasäkerhet och ansvarsfull användning av information. Överlappningen mellan kvantmekanik och AI kan vidga gränserna för nuvarande teknologi och öppna upp nya möjligheter för framtida forskningsriktningar.