Onderzoekers van de National University of science and technology MISIS (NUST MISIS, Moskou, Rusland) en het Nationaal Instituut voor Kernfysica (INFN, Napels, Italië) hebben een eenvoudige en kosteneffectieve technologie ontwikkeld waarmee de snelheid van geautomatiseerde microscopen (AM) 10 tot 100 keer kan worden verhoogd. De snelheidsverhoging van de microscopen zal wetenschappers op vele gebieden helpen:geneeskunde, kernfysica, astrofysica, neutrino-fysica, archeologie, geologie, vulkanologie, enz. Het ontwikkelingsrapport is gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten .

"In onze studie we hebben de technologie getest van volledig geautomatiseerd optisch scannen van dunne monsters, waarop de nieuwe generatie geautomatiseerde microscopen zal worden gebaseerd. We analyseerden de prestaties en schatten de haalbare scansnelheid in vergelijking met traditionele methoden, " zei een van de auteurs, een onderzoeker van NUST MISIS en INFN, Andrej Alexandrov.

De moderne wetenschap vereist het gebruik van snelle scansystemen, in staat om een ​​zeer nauwkeurige analyse van de interne structuur van het monster uit te voeren, het verkrijgen en analyseren van grote hoeveelheden informatie. De volgende generatie AM zijn dergelijke systemen:robots, uitgerust met zeer nauwkeurige mechanica, hoogwaardige optica en high-speed videocamera's. AM werkt miljoenen keren sneller dan een menselijke microscoopoperator en kan 24 uur per dag werken zonder moe te worden.

Moderne AM's worden gebruikt voor het optisch scannen van emulsiespoordetectoren. Multi-tone detectoren bevatten miljoenen emulsiefilms. Aangezien de snelheid van AM de toepasbaarheid van detectoren beperkt, wetenschappers zoeken actief naar manieren om de bestaande robots sneller te maken, maar ook om nieuwe, veel snellere generaties. Dergelijke robotmicroscopen zullen onmisbaar zijn in een experiment om naar donkere materie te zoeken, waar het nodig zal zijn om in de kortst mogelijke tijd tientallen tonnen nano-emulsie-trackers met ongekende nauwkeurigheid te analyseren.

"Machine vision-technologie stelt AM in staat om objecten in realtime te herkennen en onafhankelijk te beslissen of ze hun afbeeldingen willen verwerken of naar een ander punt gaan. Momenteel de parallelle computertechnologie CUDA en de GPU-videokaarten worden actief gebruikt om een ​​grote (~2 GB/s van elke videocamera) beeldstroom te verwerken en intensief computergebruik te versnellen. We hebben ook de technologie van lensbrandvlakrotatie geïmplementeerd, ', voegde Alexandrov eraan toe.

Volgens de wetenschapper "de efficiëntie en nauwkeurigheid van deze aanpak bleek vergelijkbaar met de traditionele, terwijl de scansnelheid evenredig is met het aantal geïnstalleerde camera's, wat een aanzienlijke vooruitgang suggereert."

Volgende, de wetenschappers zijn van plan een werkend prototype van de nieuwe generatie te maken en te testen met behulp van de technologie van focal plane rotatie die door hen is geïmplementeerd. De 10 tot 100 keer hogere snelheid van dergelijke microscopen kan de hoeveelheid verwerkte gegevens aanzienlijk vergroten, de tijd van hun analyse verkorten zonder grote financiële uitgaven, en de grenzen van de toepasbaarheid van de emulsiespoordetectormethode uitbreiden". Toekomstige wetenschappelijke experimenten die met dergelijke detectoren werken, zullen naar donkere materiedeeltjes zoeken, neutrinofysica studeren, ionenfragmentatie bestuderen voor de behoeften van hadronkankertherapie en interplanetaire missiebemanningen beschermen tegen kosmische straling, ' zei Alexandrov.