Дубоко учење и метаматеријали помогли су научницима да звук постану видљиви

Визуелизација вам омогућава да прикажете објекат анализом далеког поља светлосних и звучних таласа,

које преноси или емитује.Што је таласна дужина краћа, то је већа резолуција слике. Међутим, до сада је ниво детаља ограничен величином дотичне таласне дужине. Истраживачи из ЕПФЛ-ове Лабораторије за Ваве Енгинееринг су успешно доказали да дуг и стога непрецизан талас (у овом случају звучни талас) може открити карактеристике које су 30 пута мање од његове дужине. Да би то урадио, истраживачки тим је користио комбинацију метаматеријала — посебно дизајнираних елемената — и вештачке интелигенције. Њихово истраживање отвара узбудљиве нове могућности, посебно у областима медицинског снимања и биоинжењеринга.

Пионирска идеја тима је била дакомбинују две одвојене технологије које су претходно раздвојиле границе приказивања. Једна од њих је технологија метаматеријала: посебно створени елементи који могу, на пример, прецизно фокусирати таласне дужине. Међутим, губе своју ефикасност услед случајне апсорпције сигнала, што им отежава дешифровање. Друга технологија је вештачка интелигенција или, тачније, неуронске мреже које могу брзо и ефикасно обрадити и најсложеније информације, мада то захтева обуку.

Прекорачити границу дифракције (минимум)вредност величине тачке, која се може добити фокусирањем електромагнетног зрачења) истраживачки тим је спровео следећи експеримент. Прво су направили низ од 64 минијатурних звучника, од којих се сваки може активирати у складу са пикселима на слици. Затим су користили решетку за репродукцију звучних слика бројева од нула до девет са прецизним просторним детаљима. Слике бројева унесених у решетку узете су из базе података са око 70.000 примерака рукописа. Насупрот решетки, истраживачи су поставили кесу са 39 Хелмхолтз-ових резонатора (сфере промјера 10 цм са рупом на једном крају), која је чинила метаматеријал. Звук који је произвела решетка пренио је метаматеријал, а примио их је четири микрофона смјештена неколико метара даље. Алгоритми су затим декодирали звук који су снимили микрофони како би научили како препознати и цртати оригиналне дигиталне слике.

Тим је постигао скоро 90% успеха у свом експерименту.

У медицинском снимању, употреба великих таласних дужина за посматрање врло малих предмета може бити велики пробој.

Дуги таласи значе да лекари могукористите много ниже фреквенције, што резултира да су технике акустичког снимања ефикасне чак и кроз густо коштано ткиво. Када је у питању снимање помоћу електромагнетних таласа, дугачки таласи су мање опасни за пацијентово здравље. У апликацијама нећемо обучавати неуронске мреже да препознају или репродукују бројеве, већ органске структуре.

Ромаин Флеури, шеф истраживачке групе у ЕПФЛ-у

Прочитајте такође

Ловац на благо пронашао је 3000 година старо благо у Шкотској

Месеорска киша Персеиди - 2020: Где је видети, где видети и како се слика

Погледајте 3Д мапу Универзума: састављена је 20 година и већ је изненадила научнике