Группа ученых из Китая разработала инновационное оптическое волокно, способное передавать данные в десятки тысяч раз быстрее, чем традиционные одномодовые волокна. Эта технология не только улучшает высокоскоростную связь, но и открывает новые горизонты в области медицинской визуализации, позволяя наблюдать за клетками мозга в реальном времени.
Оптические волокна, используемые для передачи данных, работают на основе импульсов света, которые движутся с высокой скоростью. Существуют два основных типа волокон: одномодовые и многомодовые. Первые передают только один световой сигнал, что делает их идеальными для дальних расстояний. Многомодовые волокна, имея более широкую сердцевину, позволяют нескольким сигналам проходить одновременно, но это может привести к искажению данных.
Ученые из Шанхайского университета науки и технологий, Юго-Восточного университета в Нанкине и Сиднейского технологического университета нашли способ решить эту проблему. Они добавили крошечные дифракционные нейронные сети, размером с крупицу соли, к концам своих многомодовых волокон. Эти сети способны обрабатывать световые сигналы в реальном времени, что устраняет необходимость в сложной вычислительной мощности и ускоряет процесс.
Юй Хаои, доцент Школы науки и технологий искусственного интеллекта, сообщил, что команда уже тестирует новую технологию в сотрудничестве с больницей на острове Хайнань. Ученые используют интегрированные в волокна нейронные сети для обнаружения световых сигналов, указывающих на опухоли в образцах, полученных из клиники.
Планируется, что пациенты смогут принимать безвредные люминесцентные вещества, которые заставляют целевые органы светиться. Это позволит оптоволоконному устройству выявлять любые отклонения с высокой точностью. Хаои отметил, что новое волокно обеспечивает гораздо более четкие изображения, чем традиционное эндоскопическое оборудование, что может помочь врачам обнаруживать маленькие опухоли, которые обычно сложно выявить.
Кроме того, ученые планируют интегрировать устройство с алгоритмами глубокого обучения, что повысит точность диагностики и поможет в раннем выявлении заболеваний.