211service.com
Atskleidžiant nematomą
Tyrėjų sutikimu
Net ir esant geram apšvietimui, gali būti sudėtinga pastebėti nedidelius vyno taurės netobulumus ar mažas kontaktinių lęšių raukšles. Tačiau MIT inžinieriai sukūrė mašininio mokymosi techniką, kuri gali atskleisti šias nematomas savybes ir objektus tamsoje.
Svarbiausia buvo neuroninis tinklas, programinės įrangos tipas, kurį galima išmokyti susieti tam tikras įvestis su konkrečiais išėjimais - šiuo atveju tamsiais, grūdėtais skaidrių objektų ir pačių objektų vaizdais.
Komanda tinklui pateikė itin grūdėtus vaizdus, daugiau nei 10 000 skaidrių ėsdinimo raštų iš integrinių grandynų. Vaizdai buvo daromi labai prasto apšvietimo sąlygomis, naudojant maždaug vieną fotoną viename pikselyje – daug mažiau šviesos, nei fotoaparatas užfiksuotų tamsioje, sandarioje patalpoje. Tada jie parodė neuroniniam tinklui naują grūdėtą vaizdą, neįtrauktą į mokymo duomenis, ir nustatė, kad jis gali atkurti skaidrų objektą, kurį tamsa užgožė.
Tyrėjai nustatė, kad fotoaparatas fotografuotų šiek tiek nesufokusuotus vaizdus, o tai rodo, kad aptiktoje šviesoje gali būti skaidraus objekto.
Tačiau defokusavimas taip pat sukuria neryškumą, kuris gali sugadinti neuroninio tinklo skaičiavimus. Siekdami sukurti ryškesnį ir tikslesnį vaizdą, mokslininkai į neuroninį tinklą įtraukė fizikos dėsnį, aprašantį, kaip šviesa sukuria suliejimo efektą, kai fotoaparatas defokusuojamas.
Komanda pakartojo savo eksperimentus su dar 10 000 bendresnių ir įvairesnių objektų, įskaitant žmones, vietas ir gyvūnus, vaizdų. Vėlgi, neuroninis tinklas su įterptuoju fizikos algoritmu sugebėjo iš naujo sukurti skaidraus oforto, padaryto tamsoje, vaizdą.
Rezultatai rodo, kad neuroniniai tinklai gali būti naudojami skaidrioms savybėms, pvz., biologiniams audiniams ir ląstelėms, apšviesti vaizduose, darytuose su labai maža šviesa.
Jei apšviečiate biologines ląsteles šviesa, jas sudeginate ir nebelieka nieko, ką būtų galima atvaizduoti, sako mechanikos inžinerijos profesorius George'as Barbastathis. Jei pacientą eksponuojate rentgeno spinduliais, padidėja pavojus susirgti vėžiu.
Tai, ką mes čia darome, [reiškia] galite gauti tokią pačią vaizdo kokybę, bet mažesnę paciento ekspoziciją. O biologijoje galite sumažinti žalą biologiniams egzemplioriams, kai norite paimti jų mėginius.