Sztuczna inteligencja (SI) rozwija się w szybkim tempie, przekształcając sposób, w jaki wykonujemy codzienne zadania i rozwiązujemy skomplikowane problemy. Od rozpoznawania twarzy i asystentów głosowych po prognozowanie pogody i optymalizację procesów przemysłowych, SI stała się niezbędnym narzędziem we współczesnym społeczeństwie. Jednak jedną z kluczowych zdolności, która wciąż umyka tym zaawansowanym systemom, jest rozwój zmysłu dotyku, czyli zdolność precyzyjnego pomiaru i analizy powierzchni. Dokładnie tę lukę próbuje wypełnić rewolucyjne badania przeprowadzone w Stevens Institute of Technology.

Nowy wymiar sztucznej inteligencji

Technologie oparte na SI do tej pory rozwinęły imponujące zdolności rozpoznawania i interpretacji danych wizualnych i dźwiękowych. Jednak zdolność do "odczuwania" powierzchni pozostawała na marginesie badań. To nie tylko wyzwanie techniczne, ale także szansa na transformację różnych gałęzi przemysłu. Zespół badawczy z Stevens Institute of Technology zdołał opracować system, który łączy technologię kwantową i sztuczną inteligencję, umożliwiając systemom analizowanie i mierzenie cech powierzchni na poziomie mikroskopowym.

W sercu tych badań znajduje się innowacyjne urządzenie wykorzystujące lasery fotoniczne do zbierania danych o topografii powierzchni. Dzięki przetwarzaniu tych danych za pomocą zaawansowanych algorytmów sztucznej inteligencji, system nie tylko rozpoznaje różne tekstury, ale także analizuje je z niezwykłą precyzją.

Rewolucyjne zastosowanie szumu speckle

Szum speckle, który tradycyjnie uważany był za niepożądane zjawisko na obrazach, jest kluczowym elementem tego systemu. System wykorzystuje wariacje w wzorach speckle, aby precyzyjnie analizować topografię powierzchni. To odkrycie otwiera nowe możliwości zastosowania technologii w medycynie, przemyśle i badaniach naukowych.

Podczas testów naukowcy przetestowali technologię na 31 próbkach papieru ściernego przemysłowego o różnych poziomach chropowatości, od zaledwie 1 mikrona do 100 mikronów, co odpowiada grubości ludzkiego włosa. Wyniki pokazały, że system może osiągnąć dokładność zaledwie 4 mikronów, co czyni go porównywalnym z najbardziej zaawansowanymi przemysłowymi urządzeniami do profilometrii.

Zastosowania w medycynie

Jednym z najbardziej ekscytujących potencjałów tej technologii jest diagnostyka medyczna. Choroby skóry, takie jak czerniak, często stanowią wyzwanie ze względu na podobieństwo cech wizualnych do zmian łagodnych. Ta technologia umożliwia analizę tekstury i topografii zmian skórnych z precyzją, która przewyższa ludzkie zdolności obserwacyjne. Bardziej szczegółowa analiza mogłaby pomóc we wczesnym wykrywaniu czerniaka, zwiększając tym samym wskaźnik przeżywalności i poprawiając wyniki leczenia.

Zastosowania przemysłowe

W sektorze przemysłowym zdolność do precyzyjnego pomiaru i analizy powierzchni jest kluczowa dla zapewnienia jakości produktów. Drobnoustroje, niewidoczne gołym okiem, mogą powodować znaczne problemy podczas cyklu życia produktu, szczególnie w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym. Integracja tej technologii w procesy produkcyjne umożliwiłaby wykrywanie nawet najmniejszych nieprawidłowości, zmniejszając ryzyko awarii i zwiększając efektywność produkcji.

Udoskonalenie istniejących technologii

Czujniki LiDAR, już szeroko stosowane w pojazdach autonomicznych i robotyce, mogłyby zostać wzbogacone tą technologią. Możliwość precyzyjnego pomiaru właściwości powierzchniowych pozwoliłaby na bardziej szczegółową analizę otoczenia, zwiększając tym samym bezpieczeństwo i niezawodność systemów autonomicznych.

Szerszy wpływ społeczny

Oprócz zastosowań technicznych i przemysłowych, ta technologia ma potencjał wpływania na szerszy zakres aktywności społecznych. Na przykład w archeologii mogłaby umożliwić bardziej szczegółową analizę historycznych artefaktów, podczas gdy w sztuce mogłaby pomóc w restauracji wartościowych dzieł sztuki.

Stevens Institute of Technology po raz kolejny potwierdził swoją rolę lidera w innowacjach naukowych. Ten system, który łączy technologię kwantową i sztuczną inteligencję, stanowi krok naprzód w kierunku tworzenia systemów SI, które naśladują ludzkie zmysły. Jego potencjał do transformacji różnych sektorów czyni go jednym z najbardziej ekscytujących osiągnięć naukowych naszych czasów.

Źródło: Stevens Institute of Technology