Memanfaatkan AI untuk Melepaskan Potensi Penuh Mikroskop Elektron
Dengan resolusi 1000 kali lebih besar dari mikroskop cahaya, mikroskop elektron sangat baik untuk mencitrakan bahan dan mendetailkan propertinya. Peneliti di Argonne National Laboratory, Departemen Energi AS (DOE) menunjukkan bahwa perkembangan perangkat lunak canggih dan kerangka kerja kecerdasan buatan (AI) dapat mendorong performa mereka lebih jauh.
Samping menciptakan citra diperbesar, teknik mikroskop elektron juga menangkap informasi tentang properti bahan, seperti magnetisasi dan potensi elektrostatis, yang adalah energi yang diperlukan untuk memindahkan muatan melawan medan listrik. Informasi disimpan dalam properti gelombang elektron yang dikenal sebagai fase. Fase menggambarkan lokasi atau waktu titik dalam siklus gelombang, seperti titik di mana gelombang mencapai puncaknya.
Mengambil data fase, tetapi, adalah masalah yang berdekade untuk ilmuwan. Informasi seperti magnetisasi dan potensi listrik dibawa oleh fase gelombang elektron dan hilang selama proses akuisisi citra.
Untuk memungkinkan ilmuwan mengakses data tersebut, peneliti Argonne menawarkan untuk memanfaatkan alat yang dibangun untuk melatih jaringan saraf dalam, bentuk kecerdasan buatan (AI) yang meniru otak manusia dan memerlukan algoritma pelatihan.
Dengan data pelatihan, tim penelitian Argonne menunjukkan cara untuk memulihkan informasi fase, serta informasi penting tentang mikroskop elektron mereka, termasuk resolusi spasial, akurasi, dan sensitivitas mikroskopi. Analisis yang diaktifkan AI pada citra resolusi tinggi — proses yang dikenal sebagai “reverse-mode automatic differentiation” — menentukan posisi atom untuk menyimpulkan properti fisik tentang bahan.
Peneliti memulihkan pergeseran fase yang kecil, dan pada gilirannya, menerima informasi tentang perubahan kecil dalam magnetisasi dan potensi elektrostatis, semua tanpa memerlukan peningkatan perangkat keras yang mahal.
Baca laporan .
Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Argonne National Laboratory; 630-252-2000.
