Pesquisadores da Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia MISIS (NUST MISIS, Moscou, Rússia) e o Instituto Nacional de Física Nuclear (INFN, Nápoles, Itália) desenvolveram uma tecnologia simples e econômica que permite aumentar a velocidade dos microscópios automatizados (AM) de 10 a 100 vezes. O aumento da velocidade dos microscópios ajudará os cientistas em muitos campos:medicina, física nuclear, astrofísica, neutrino física, arqueologia, geologia, vulcanologia, etc. O relatório de desenvolvimento foi publicado em Relatórios Científicos .

"Em nosso estudo, testamos a tecnologia de digitalização óptica totalmente automatizada de amostras finas, no qual a nova geração de microscópios automatizados será baseada. Analisamos o desempenho e estimamos a velocidade de digitalização alcançável em comparação com os métodos tradicionais, "disse um dos autores, um pesquisador da NUST MISIS e INFN, Andrey Alexandrov.

A ciência moderna requer o uso de sistemas de digitalização de alta velocidade, capaz de realizar uma análise de alta precisão da estrutura interna da amostra, de obter e analisar grandes quantidades de informações. A próxima geração de AM são esses sistemas:robôs, equipado com mecânica de alta precisão, ótica de alta qualidade e câmeras de vídeo de alta velocidade. AM trabalha milhões de vezes mais rápido do que um operador de microscópio humano e pode trabalhar 24 horas por dia sem se cansar.

AMs modernos são usados ​​para varredura óptica de detectores de trilha de emulsão. Os detectores de vários tons contêm milhões de filmes de emulsão. Uma vez que a velocidade do AM limita a aplicabilidade dos detectores, os cientistas estão procurando ativamente maneiras de tornar os robôs existentes mais rápidos, bem como para criar novos, gerações muito mais rápidas. Esses microscópios robóticos serão indispensáveis ​​em um experimento de pesquisa de matéria escura, onde será necessário analisar dezenas de toneladas de rastreadores de nanoemulsão com precisão sem precedentes no menor tempo possível.

"A tecnologia de visão mecânica permite que o AM reconheça objetos em tempo real e decida independentemente se processa suas imagens ou se move para outro ponto. Atualmente, a tecnologia de computação paralela CUDA e as placas de vídeo GPU são ativamente usadas para processar um grande fluxo de imagem (~ 2 GB / s de cada câmera de vídeo) e acelerar a computação intensiva. Também implementamos a tecnologia de rotação do plano focal da lente, "Alexandrov acrescentou.

De acordo com o cientista, "a eficiência e precisão desta abordagem acabou por ser comparável com as tradicionais, enquanto a velocidade de digitalização é proporcional ao número de câmeras instaladas, o que sugere um progresso significativo. "

Próximo, os cientistas pretendem criar e testar um protótipo funcional de nova geração usando a tecnologia de rotação de plano focal implementada por eles. O aumento de 10 a 100 vezes na velocidade de tais microscópios pode aumentar significativamente o volume de dados processados, reduzir o tempo de sua análise sem grandes despesas financeiras, e expandir os limites de aplicabilidade do método do detector de trilha de emulsão ". Futuros experimentos científicos operando com tais detectores buscarão partículas de matéria escura, estudar a física dos neutrinos, estudar a fragmentação de íons para as necessidades da terapia do câncer de hádron e proteger as tripulações de missões interplanetárias dos raios cósmicos, "Alexandrov disse.