Химики из Университета штата Флорида разработали инструмент на основе машинного обучения, способный определять химический состав высохших солевых растворов с 99% точностью всего по изображению. Исследование опубликовано в журнале Digital Discovery.
Метод использует сочетание роботизированной подготовки образцов и искусственного интеллекта (ИИ) для их анализа. Это делает химический анализ более доступным, дешевым и быстрым. По словам профессора химии Оливера Стайнбока, идея заключалась в том, чтобы обучить ИИ определять состав вещества по большому количеству изображений различных соединений.
В предыдущем исследовании ученые вручную подготовили около 7500 образцов. Теперь процесс автоматизирован: созданный ими робот RODI (Robotic Drop Imager) способен обрабатывать более 2000 образцов в день, что позволило увеличить базу данных изображений до 23 000.
После подготовки и фотографирования образцы переводили в градации серого и анализировали по 47 параметрам, таким как площадь пятна, яркость и другие характеристики. Благодаря расширенной базе данных точность распознавания увеличилась с 90% до 99%. Также система научилась определять концентрацию растворов с точностью до 92%.
Разработанный метод может найти применение в различных сферах. В космических миссиях он позволит анализировать состав материалов прямо на месте, без необходимости доставки образцов на Землю. В правоохранительных органах его можно использовать для быстрой проверки подозрительных веществ, а в медицине — для диагностики в условиях ограниченного доступа к лабораторному оборудованию.
Традиционные методы химического анализа требуют сложного оборудования и высокой квалификации. Новый подход позволяет получать данные с помощью обычной камеры, что делает технологию доступной для более широкого круга пользователей.
