Такое оборудование необходимо для выявления дефектов во внутренней структуре самолётов, вагонов поездов, кораблей, подводных лодок, атомных реакторов и других устройств
Российские учёные придумали новый способ превращать рентгеновские лучи в видимый свет. Они использовали искусственный интеллект для создания уникальных материалов, которые будут использовать в рентгеновских телекамерах, чтобы лучше видеть то, что скрыто внутри кораблей, автобусов, вагонов метро, атомных реакторов и подводных лодок. Новая методика позволит создавать более мощное оборудование для детального исследования внутренней структуры таких больших объектов.
Видно только «вооруженным» глазом
Исследователи из Сибирского федерального университета, Института физики имени Киренского и Южно-китайского технологического университета создали новый способ находить вещества, которые могут превращать рентгеновское излучение в видимый свет. Они использовали алгоритмы искусственного интеллекта. Работа выполнена по совместному российско-китайскому гранту Российского научного фонда.
Как объяснили ученые, эти вещества, называемые сцинтилляторами, поглощают ионизирующее излучение (рентген, гамма-лучи, альфа-частицы) и испускают свет в видимом диапазоне. Такие свойства делают их полезными, к примеру, для регистрации излучения, пропущенного сквозь светопроводящие объекты.
Физика не развивалась бы без сцинтилляторов, потому что невидимое излучение надо как-то визуализировать. В настоящее время для этих целей существует развитая линейка приборов среднего класса. Для них выращивают специальные монокристаллы-сцинтилляторы. Однако есть потребность в создании и более крупного просвечивающего оборудования.
— Максим Молокеев, разработчик методики, доцент базовой кафедры физики твёрдого тела и нанотехнологий СФУ и старший научный сотрудник лаборатории кристаллофизики ИФ СО РАН
Он объяснил, что такое оборудование необходимо для выявления дефектов во внутренней структуре самолётов, вагонов поездов, кораблей, подводных лодок, атомных реакторов и других крупногабаритных технических устройств. Выращивание кристаллов для устройств такого размера невозможно, поэтому необходимо разработать альтернативные подходы.
ИИ в помощь
Металлорганические соединения — перспективное направление для поиска сцинтилляторов, отметил Максим Молокеев. Эти вещества сочетают ионы металлов и органические молекулы. Химики уже создали эффективные металлорганические соединения, которые успешно используются. Однако для их синтеза больше полагаются на интуицию, чем на точные данные.
Мы первая группа, которая с помощью искусственного интеллекта показала методы, позволяющие находить такие соединения. Причем, поскольку статистики недостаточно, были задействованы нестандартные способы подготовки данных для машинного обучения.
— Максим Молокеев, разработчик методики, доцент базовой кафедры физики твёрдого тела и нанотехнологий СФУ и старший научный сотрудник лаборатории кристаллофизики ИФ СО РАН
Он рассказал, что была выдвинута гипотеза о том, что высокая яркость излучения зависит от расстояния между атомами металлов. Затем ученые собрали базу данных из 296 открытых металлоорганических соединений с известными расстояниями между металлами и использовали её для обучения искусственного интеллекта.
Метод основан на алгоритмах искусственного излучения. Была выдвинута гипотеза, что яркости излучения способствует определенное расстояние между атомами металлов.
— Максим Молокеев, разработчик методики, доцент базовой кафедры физики твёрдого тела и нанотехнологий СФУ и старший научный сотрудник лаборатории кристаллофизики ИФ СО РАН
Программа применила выявленные зависимости для поиска новых соединений. Решение задачи было основано на большом количестве данных, что повысило надёжность прогноза.
Ранее российские учёные создали уникальные реагенты, известные как «химические пастухи». Эти вещества предназначены для очистки поверхности морской воды от мазута. Применять эти реагенты собираются для механического и сорбционного способов ликвидации аварийных разливов нефти. Новые вещества уже доказали свою высокую эффективность.
Читать материалы по теме:
Программу для контроля сварных швов создали в Петрозаводске
«Унюхают» за пару секунд: сенсоры для выявления следов наркотиков и взрывчатки создали в Москве
Не пропадать же «добру»: технологию создания кирпичей из водоочистительных отходов придумали в Перми
Для электроники будущего: алмазные пластины с бором разработали в Санкт-Петербурге
Килограммы и тонны пластика в час: как в России создают новое экотопливо из отходов