למידה עמוקה וחומרים מטמטריים עזרו למדענים להראות את הצליל

ויזואליזציה מאפשרת לך לתאר אובייקט על ידי ניתוח השדה הרחוק של אור וגלי קול,

ככל שאורך הגל קצר יותר, כך הרזולוציה של התמונה גבוהה יותר.עם זאת, עד כה רמת הפירוט הוגבלה על ידי גודל אורך הגל המדובר.חוקרים במעבדה להנדסת גלים של EPFL הוכיחו בהצלחה כי גל ארוך ולכן לא מדויק (במקרה זה, גל קול) יכולכדי לעשות זאת, צוות המחקר השתמש בשילוב של מטא-חומרים - אלמנטים שתוכננו במיוחד - ובינה מלאכותית.המחקר שלהם פותח אפשרויות חדשות ומלהיבות, במיוחד בתחומי הדימות הרפואי והביו-הנדסה.

הרעיון החלוצי של הצוות היהלשלב שתי טכנולוגיות נפרדות שהפרידו בעבר את גבולות העיבוד. אחת מהן היא הטכנולוגיה של חומרים מטמטיים: אלמנטים שתוכננו במיוחד שיכולים, למשל, למקד את אורכי הגל במדויק. עם זאת, הם מאבדים את יעילותם בגלל קליטת אותות בשוגג, מה שמקשה על פענוחם. טכנולוגיה אחרת היא בינה מלאכותית או ליתר דיוק רשתות עצביות, שיכולות לעבד אפילו את המידע המורכב ביותר במהירות וביעילות, אם כי לשם כך יש צורך בהכשרה.

לחרוג ממגבלת העקיפה (מינימוםערך גודל הנקודה, אותו ניתן להשיג על ידי מיקוד קרינה אלקטרומגנטית) צוות המחקר ערך את הניסוי הבא. תחילה הם יצרו מערך של 64 רמקולים מיניאטוריים, שכל אחד מהם יכול להיות מופעל בהתאם לפיקסלים שבתמונה. לאחר מכן השתמשו בסריג כדי לשחזר תמונות קוליות של מספרים מאפס לתשע עם פירוט מרחבי מדויק. תמונות המספרים שהוזנו בסריג לקחו ממאגר של כ- 70,000 דוגמאות בכתב יד. מול הסריג הניחו החוקרים שקית עם 39 מהדהדי הלמהולץ (כדורים בקוטר 10 ס"מ עם חור בקצה אחד), שיצר את החומר המטאמי. הצליל שהופק על ידי הסורג הועבר על ידי חומר-מטה והרים אותו ארבעה מיקרופונים הממוקמים כמה מטרים משם. אלגוריתמים פענחו אז את הצליל שהוקלט על ידי המיקרופונים כדי ללמוד לזהות ולצייר מחדש את התמונות הדיגיטליות המקוריות.

הצוות השיג כמעט 90% הצלחה בניסוי שלהם.

בהדמיה רפואית, השימוש באורכי גל ארוכים לתצפית על עצמים קטנים מאוד יכול להוות פריצת דרך גדולה.

גלים ארוכים פירושם שרופאים יכוליםהשתמש בתדרים נמוכים בהרבה, וכתוצאה מכך שטכניקות הדמיה אקוסטיות יעילות גם דרך רקמת עצם צפופה. בכל הנוגע להדמיה באמצעות גלים אלקטרומגנטיים, גלים ארוכים פחות מסכנים את בריאות המטופל. ביישומים, לא נכשיר רשתות עצביות לזהות או לשחזר מספרים, אלא מבנים אורגניים.

רומיין פלרי, ראש קבוצת המחקר ב-EPFL

קרא גם

צייד האוצר מוצא אוצר בן 3000 שנה בסקוטלנד

מקלחת המטאורים של Perseids - 2020: איפה לראות את זה, איפה להסתכל ואיך לצלם

התבונן במפת התלת מימד של היקום: היא נערכה במשך 20 שנה והיא כבר הפתיעה מדענים