به گزارش روز چهارشنبه گروه علمی ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، پژوهشگران آزمایشگاه ملی آرگون وزارت انرژی ایالات متحده آمریکا (Argonne National Laboratory) با توسعه یک ابزار جدید مبتنی بر یادگیری ماشین، گام مهمی در جهت تغییر شیوه انجام آزمایشهای مواد در مقیاس نانومتری برداشتهاند.
این ابزار که «دونات» (DONUT) نام دارد، میتواند دادههای پیچیده حاصل از آزمایشهای پراش پرتو ایکس را تقریباً در لحظه تحلیل کند؛ قابلیتی که به دانشمندان اجازه میدهد بهجای هفتهها یا ماهها انتظار برای دریافت نتایج، در همان زمان انجام آزمایش درباره ادامه مسیر پژوهش تصمیم بگیرند.
این فناوری در منبع فوتونی پیشرفته (Advanced Photon Source) یا APS، یکی از تأسیسات کاربری دفتر علوم وزارت انرژی آمریکا، توسعه و آزمایش شده است. «دونات» با ارائه نتایج در زمان واقعی، نهتنها سرعت پژوهشهای علمی را افزایش میدهد، بلکه امکان اصلاح و تنظیم آزمایشها در حین اجرا را نیز فراهم میکند.
به این ترتیب، پژوهشگر میتواند متوجه شود آزمایش به نتیجه مطلوب نزدیک شده یا نیاز دارد مسیر دیگری را دنبال کند؛ اتفاقی که در روشهای سنتی معمولاً پس از پایان آزمایش و طی فرایند طولانی تحلیل داده مشخص میشود.
نام DONUT مخفف عبارت «Diffraction with Optics for Nanobeam by Unsupervised Training» است و به یک شبکه عصبی آگاه از فیزیک اشاره دارد. ویژگی مهم این سامانه آن است که صرفاً بر اساس الگوهای آماری دادهها آموزش نمیبیند، بلکه قوانین فیزیکی حاکم بر برهمکنش پرتوهای ایکس متمرکز با مواد را نیز در فرایند تحلیل در نظر میگیرد.
این فناوری با استفاده از دادههای خط پرتو «نانومسبار پرتو ایکس سخت» (Hard X-ray Nanoprobe) که بهصورت مشترک در اختیار منبع فوتونی پیشرفته و مرکز مواد نانومقیاس (Center for Nanoscale Materials) قرار دارد، توسعه یافته است. مرکز مواد نانومقیاس نیز یکی از تأسیسات کاربری دفتر علوم وزارت انرژی آمریکا در آزمایشگاه ملی آرگون است.
«دونات» برای تفسیر سریع تصاویر پیچیدهای طراحی شده است که در روش «میکروسکوپی نانودیفراکشن پرتو ایکس پیمایشی» (Scanning X-ray Nanodiffraction Microscopy یا SXDM) تولید میشوند. این روش با استفاده از …