Un système de vision par ordinateur et d'apprentissage automatique qui surveille et contrôle les processus de traitement

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(a) Résultats universels basés sur la vision dans les bilans surveillés par HeinSight2.0 ; (b) aperçu des composants interdépendants de HeinSight2.0 : sorties de classification (de CNN), sorties de quantification (de l'analyse d'images) et variables de processus d'iControl ; (c) intégrations et applications du système CV HeinSight2.0. Crédit :*Science chimique* (2023). DOI :10.1039/D3SC05491H

Une équipe de chimistes et d'ingénieurs de l'Université de British Columba travaillant avec des collègues de la société pharmaceutique Pfizer a développé un système de traitement chimique combinant la vision par ordinateur avec un système de surveillance par apprentissage automatique en temps réel à utiliser dans la conduite de processus de traitement chimique. Leur article est publié dans la revue Chemical Science. .

En chimie, les processus de traitement sont des activités menées pour isoler un produit pur par séparation sélective des autres composants. C’est souvent fastidieux, ce qui, en plus d’être désagréable, entraîne des erreurs ou des omissions. Dans ce nouvel effort, l'équipe de recherche a tenté d'automatiser le processus en combinant la vision par ordinateur avec des techniques de surveillance en temps réel, un système d'apprentissage automatique et un traitement informatique, ainsi qu'un matériel approprié, pour réaliser un processus de préparation sans l'aide de chimistes humains. .

Le système développé par l'équipe, appelé Heinsight2.0, comme son nom l'indique, s'appuie sur les connaissances acquises auprès de son prédécesseur, Heinsight1.0. Ses composants comprennent une webcam (montée au plafond ou sur le côté), un récipient de réaction, une unité de dosage, une sonde de température et un agitateur aérien. Il dispose également d'un dispositif secondaire qui permet d'afficher iControl, les tendances de réaction en temps réel, EasyMax et la sortie du modèle CV.

Le système fonctionne en surveillant un processus de préparation et en le contrôlant en envoyant des signaux à des moments appropriés pour diriger l'action au fur et à mesure qu'elle se produit. Le système contrôle l’action en réagissant comme le ferait un chimiste au fur et à mesure que les événements se déroulent. Si un matériau passe d'une couleur souhaitée à une autre, par exemple, le système peut le reconnaître et l'utiliser comme signal pour lancer une action de suivi.

Les chercheurs notent que, comme un chimiste humain, le système est capable de surveiller plusieurs signaux sensoriels et d’y répondre de la manière souhaitée. Il peut également fonctionner dans de nombreux types de scénarios, tels que ceux impliquant l'utilisation de mélanges solide-liquide, de cristallisations, de distillations par échange et d'extraction liquide-liquide.

Ils notent également qu'ils ont rendu le script du programme accessible au public, ce qui signifie que d'autres chimistes pourraient construire leurs propres unités, puis utiliser le code pour faire fonctionner leurs systèmes de la même manière. Ils prévoient également de continuer à travailler sur leur système pour lui donner plus de fonctionnalités.

Plus d'informations : Rama El-khawaldeh et al, Garder un « œil » sur l'expérience :vision par ordinateur pour la surveillance et le contrôle en temps réel, Science chimique (2023). DOI :10.1039/D3SC05491H

Informations sur le journal : Science chimique