O sistema auxilia em fazer medições de nanopartículas para acelerar a pesquisa

Os pesquisadores de nanopartículas passam a maior parte do tempo em uma coisa: contando e medindo nanopartículas. Cada etapa do caminho, eles precisam verificar seus resultados. Eles geralmente fazem isso analisando imagens microscópicas de centenas de nanopartículas bem juntas. Contar e medi -los leva muito tempo, mas esse trabalho é essencial para concluir as análises estatísticas necessárias para a realização da próxima síntese de nanopartículas otimizadas adequadamente.

Alexander Wittemann é professor de química colóide na Universidade de Konstanz. Ele e sua equipe repetem esse processo todos os dias. “Quando eu trabalhei no meu Tese de doutoradousamos uma grande máquina de contagem de partículas para essas medições. Period como um Caixa registradorae, na época, fiquei muito feliz quando podia medir trezentas nanopartículas por dia “, lembra Wittemann.

No entanto, estatísticas confiáveis ​​requerem milhares de medições para cada amostra. Hoje, o aumento do uso da tecnologia do computador significa que o processo pode se mover muito mais rapidamente. Ao mesmo tempo, os métodos automatizados são muito propensos a erros, e muitas medidas ainda precisam ser conduzidas, ou pelo menos verificadas duas vezes pelos próprios pesquisadores.

Uma contagem correta – mesmo com partículas complexas

Durante a pandemia do Coronavirus, a boa sorte levou Wittemann em contato com seu doutorado Gabriel Monteiro, que não apenas tem conhecimento de programação e IA, mas também tem conexões com os cientistas da computação. Wittemann e Monteiro desenvolveram um programa baseado na tecnologia de código aberto da Meta “segmento de qualquer modelo”. O programa permite a contagem suportada pela IA nanopartículas em uma imagem microscópica e na medição automática subsequente de cada partícula particular person.

“Para partículas claramente definíveis, o ‘método da bacia hidrográfica’ funcionou muito bem até agora. Nosso novo método, no entanto, também pode contar automaticamente partículas que possuem uma forma de haltere ou lagarta, consistindo em seqüências de duas ou três esferas sobrepostas”, explica Wittemann . “Isso economiza uma quantidade enorme de tempo.

“No tempo, geralmente seria necessário para concluir uma síntese de partículas e fazer as medições demoradas correspondentes, agora podemos nos concentrar nas sínteses de partículas e examiná-las sob o microscópio, enquanto o sistema de IA cuida da maioria do resto. Este último A etapa agora é possível em uma fração do tempo que costumava exigir.

Além disso, as medições de IA não são apenas mais eficientes, mas também mais confiáveis. O método da IA ​​reconhece os fragmentos individuais com mais precisão e os mede com mais precisão do que outros métodos – mesmo os conduzidos pelos seres humanos. Como resultado, experimentos subsequentes podem ser adaptados e realizados com mais precisão, o que leva ao sucesso mais rápido da série de testes.

A pesquisa é publicado no diário Relatórios científicos.