طور باحثون في جامعة ديوك صوتا ضوئيا وظيفيا فائق السرعة
الفحص المجهري الضوئي الصوتي ، والذييستخدم من قبل العلماء ، على أساس مزيج من الضوء والصوت. يوجه الليزر الضوء إلى النسيج أو الخلية المستهدفة. تحت تأثير الضوء ، تسخن الخلية وتتوسع على الفور ، مما ينتج عنه موجة فوق صوتية يتم تسجيلها بواسطة أجهزة الاستشعار.
الصورة: Xiaoyi Zhu et al. ، ضوء الطبيعة: العلوم والتطبيقات
قام الباحثون بتحسين جهاز الفحص المجهري الضوئي ، كما قاموا بتطبيق التعلم الآلي لتحسين جودة الصور الواردة.
نظام مسح متعدد الزوايا تم إنشاؤه بواسطةالعلماء ، يرسلون المزيد من نبضات الليزر على مساحة أكبر ، وتسمح آلية المسح الجديدة للماسح الليزري وجهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية بالعمل في وقت واحد. لاحظ المطورون أن هذه التغييرات ضاعفت من سرعة أجهزتهم.
في المرحلة الثانية ، ابتكر العلماء خوارزمية للآلةالتدريب ، مما زاد من دقة الصور. قام الباحثون بتدريب الذكاء الاصطناعي لتحديد الأوعية الدموية في الدماغ باستخدام أكثر من 400 صورة لأدمغة الفئران التي تم جمعها في تجارب سابقة. في حين أن كل عقل فريد من نوعه ، تعلمت الخوارزمية تحديد الهياكل المشتركة واستخدمت تلك المعرفة لملء وحدات البكسل المفقودة سابقًا.
"تبدو الصور الناتجة متشابهةبالتفصيل مثل الصور عالية الدقة التي نحصل عليها عادةً إذا ركضنا بسرعات أبطأ بكثير ولم نضطر إلى التضحية بمجال الرؤية الكامل "، كما يقول Junjie Yao ، أحد مؤلفي الدراسة.
لاحظ الباحثون ذلك عند التخيليحتاج الدماغ إلى القيام بأمرين في نفس الوقت. من ناحية أخرى ، يجب أن تكون الأدوات سريعة بما يكفي لالتقاط الأحداث قصيرة المدى ، مثل إطلاق الخلايا العصبية أو حركة الدم عبر الشعيرات الدموية. وفي الوقت نفسه ، يجب أن يظهروا نشاطًا على مستويات مختلفة - في الدماغ بأكمله أو على مستوى شريان واحد.
يمكنك تحقيق هذه الأهداف بشكل فردي ، ولكنمن الصعب جدًا القيام بها جميعًا معًا. إنه يشبه الاختيار بين سيارة صغيرة وسريعة غير مريحة للجلوس فيها ، أو سيارة كبيرة وواسعة لا تتجاوز 30 ميلاً في الساعة.
Junjie Yao ، الأستاذ المساعد في الهندسة الطبية الحيوية بجامعة Duke ، والمؤلف المشارك للدراسة
يخطط الباحثون لاستخدام UFF-PAM لدراسة أمراض الدماغ مثل الخرف والزهايمر أو حتى COVID طويل الأمد. كما يخططون لتحسين الجهاز الخاص بأعضاء التصوير مثل القلب والكبد والمشيمة ، والتي هي أيضًا في حالة حركة وتتطلب تصويرًا عالي السرعة.
قراءة المزيد
قارن كيف تم تصوير خسوف القمر بواسطة NASA و Roscosmos
لم ترَ الشمس بهذا القرب من قبل. تم نشر فيديو سولار أوربيتر
ترسل فوييجر 1 بيانات غريبة. ناسا لا تفهم ما يحدث