Des chercheurs de l'Université nationale des sciences et technologies MISIS (NUST MISIS, Moscou, Russie) et l'Institut national de physique nucléaire (INFN, Naples, Italie) ont développé une technologie simple et économique qui permet d'augmenter la vitesse des microscopes automatisés (AM) de 10 à 100 fois. L'augmentation de la vitesse des microscopes aidera les scientifiques dans de nombreux domaines :médecine, Physique nucléaire, astrophysique, physique des neutrinos, archéologie, géologie, volcanologie, etc. Le rapport de développement a été publié dans Rapports scientifiques .

« Dans notre étude, nous avons testé la technologie de balayage optique entièrement automatisé d'échantillons minces, sur laquelle sera basée la nouvelle génération de microscopes automatisés. Nous avons analysé les performances et estimé la vitesse de numérisation réalisable par rapport aux méthodes traditionnelles, " a déclaré l'un des auteurs, un chercheur de la NUST MISIS et de l'INFN, Andreï Alexandrov.

La science moderne nécessite l'utilisation de systèmes de balayage à grande vitesse, capable d'effectuer une analyse de haute précision de la structure interne de l'échantillon, d'obtenir et d'analyser de grandes quantités d'informations. La FA de prochaine génération est constituée de tels systèmes :robots, équipé d'une mécanique de haute précision, optique de haute qualité et caméras vidéo à haute vitesse. AM travaille des millions de fois plus vite qu'un opérateur de microscope humain et peut travailler 24 heures sur 24 sans se fatiguer.

Les AM modernes sont utilisés pour le balayage optique des détecteurs de traces d'émulsion. Les détecteurs multi-tons contiennent des millions de films d'émulsion. Étant donné que la vitesse de l'AM limite l'applicabilité des détecteurs, les scientifiques recherchent activement des moyens de rendre les robots existants plus rapides, ainsi que de créer de nouveaux, générations beaucoup plus rapides. De tels microscopes robotiques seront indispensables dans une expérience de recherche de matière noire, où il sera nécessaire d'analyser des dizaines de tonnes de trackers nano-émulsion avec une précision sans précédent dans les plus brefs délais.

« La technologie de vision artificielle permet à la FA de reconnaître des objets en temps réel et de décider indépendamment de traiter leurs images ou de se déplacer vers un autre point. Actuellement, la technologie de calcul parallèle CUDA et les cartes vidéo GPU sont activement utilisées pour traiter un flux d'images volumineux (environ 2 Go/s à partir de chaque caméra vidéo) et accélérer le calcul intensif. Nous avons également mis en œuvre la technologie de rotation du plan focal de l'objectif, " ajouta Alexandrov.

Selon le scientifique, "l'efficacité et la précision de cette approche se sont avérées comparables à celles traditionnelles, tandis que la vitesse de balayage est proportionnelle au nombre de caméras installées, ce qui laisse présager des progrès significatifs."

Prochain, les scientifiques ont l'intention de créer et de tester un prototype fonctionnel de nouvelle génération en utilisant la technologie de rotation du plan focal mise en œuvre par eux. La vitesse 10 à 100 fois accrue de tels microscopes peut augmenter considérablement le volume de données traitées, réduire le temps de leur analyse sans dépenses financières importantes, et étendre les limites d'applicabilité de la méthode du détecteur de traces d'émulsion". Les futures expériences scientifiques fonctionnant avec de tels détecteurs rechercheront des particules de matière noire, étudier la physique des neutrinos, étudier la fragmentation des ions pour les besoins de la thérapie du cancer des hadrons et protéger les équipages des missions interplanétaires des rayons cosmiques, " a déclaré Alexandrov.