استفاده از هوش مصنوعی یادگیری عمیق در اشعه ایکس به یافتن مواد منفجره در چمدان کمک می کند

13 سپتامبر 2022 – توسط باب یرکا، Tech Xplore

شماتیک تصویربرداری اشعه ایکس با نور لبه که در پانل a با بزرگنمایی ناحیه بین دو ماسک اشعه ایکس در پانل b (بدون شی) نشان داده شده است. پرتو اشعه ایکس توسط یک ماسک پیش نمونه (M1) به تعداد زیادی از پرتوها تقسیم می شود. سپس توسط یک ماسک تحلیلگر دوم (M2) که در مقابل آشکارساز قرار می گیرد، مورد بازجویی قرار می گیرند که امکان ارزیابی کاهش شدت آنها (سیگنال کاهش)، انحراف جانبی (سیگنال انکسار)، گسترش (سیگنال میدان تاریک) را فراهم می کند. اعتبار: Nature

تیمی از محققان در دانشگاه کالج لندن، با همکاری یکی از همکارانش از Nylers Ltd. و دیگری از XPCI Technology Ltd.، راه جدیدی برای چمدان های اشعه ایکس برای شناسایی مقادیر کمی مواد منفجره ایجاد کرده اند. این گروه در مقاله خود که در ژورنال Nature Communications منتشر شده است، اصلاح یک دستگاه اشعه ایکس سنتی و استفاده از یک برنامه کاربردی یادگیری عمیق برای تشخیص بهتر مواد منفجره در چمدان را توصیف می کند.

تحقیقات قبلی نشان داده است که وقتی اشعه ایکس به مواد برخورد می کند، خمیدگی های ریزی ایجاد می کند که بسته به نوع ماده متفاوت است. آنها به دنبال استفاده از این خمیدگی ها برای ایجاد یک دستگاه اشعه ایکس دقیق بودند.

محققان ابتدا تغییر کوچکی را به یک دستگاه اشعه ایکس موجود اضافه کردند – جعبه ای حاوی ماسک هایی که ورقه های فلزی با سوراخ های ریز در آنها هستند. این ماسک ها پرتوهای اشعه ایکس را به چندین پرتو کوچکتر تقسیم می کنند. سپس محققان از این دستگاه برای اسکن انواع اشیاء حاوی مواد منفجره جاسازی شده استفاده کردند و نتایج را در اختیار یک برنامه کاربردی هوش مصنوعی با یادگیری عمیق قرار دادند. ایده این بود که به دستگاه آموزش داده شود که خمیدگی های کوچک در چنین موادی چگونه به نظر می رسد. هنگامی که دستگاه آموزش داده شد، از آن برای اسکن اشیاء دیگر با مواد منفجره جاسازی شده استفاده کردند تا ببینند آیا می تواند آنها را شناسایی کند یا خیر. محققان دریافتند دستگاه آنها در تنظیمات آزمایشگاهی 100٪ دقیق است.

محققان خاطرنشان کردند که این دستگاه قادر به تشخیص خمیدگی‌هایی به کوچکی یک میکرورادیان بود که تقریباً یک بیست هزارم درجه است. آنها پیشنهاد می کنند که علاوه بر مفید بودن برای پرسنل امنیتی حمل و نقل، ممکن است تکنیک آنها برای استفاده در سایر کاربردها مانند پزشکی نیز اندکی تغییر یابد. آنها بر این باورند که می‌توان آن را برای یافتن تومورهایی که برای تشخیص با استفاده از دستگاه‌های آزمایشی معمولی بسیار ریز هستند یا برای یافتن ترک‌های کوچک در ساختمان‌ها یا سطوح هواپیما آموزش دید.