Інноваційна система ATOMIC відкриває нову еру автономного аналізу 2D-матеріалів, забезпечуючи точність, рівнозначну експертному рівню людини.
У лабораторії електро- та комп’ютерної інженерії Геррі Вана (Haozhe “Harry” Wang) в Університеті Дьюка з’явився новий дослідник — штучний інтелект. Створена система ATOMIC (Autonomous Technology for Optical Microscopy & Intelligent Characterization) поєднує можливості моделей ChatGPT і SAM, забезпечуючи самостійну оптичну мікроскопію з точністю до 99,4%. «Система, яку ми створили, не просто виконує інструкції — вона їх розуміє», — пояснив Ван.
ATOMIC працює з двовимірними матеріалами — кристалами товщиною в кілька атомів, що мають перспективу в сенсорах, електроніці й квантових пристроях. Їх точна характеристика зазвичай вимагає багаторічного навчання. Щоб прискорити цей процес, дослідники поєднали оптичний мікроскоп із ChatGPT для управління процесом зображення та SAM — для виявлення дефектів. Для розрізнення шарів, які перекриваються, команда розробила топологічний алгоритм корекції, що відокремлює однорідні ділянки від багатошарових структур.
Як зазначає аспірантка та перша авторка дослідження, Джіньюн “Джолін” Ян (Jingyun “Jolene” Yang): «Коли ми збільшуємо зображення, ATOMIC бачить його на рівні пікселя, що робить його ідеальним інструментом». Система не лише розпізнає мікроскопічні межі зерен, але й знаходить дефекти, непомітні людському оку. При цьому вона не потребує спеціально навченої вибірки з тисяч зображень — використано “zero-shot” підхід, що базується на вже існуючій універсальній базі знань моделей.
Переваги ATOMIC відчутні не лише в часі. Система дозволяє швидко і точно ідентифікувати якісні області матеріалу для подальших досліджень у сфері гнучкої робототехніки та електроніки. Водночас, як підкреслює Ван, важливо не виключати людину з процесу. «Мета не замінити експертизу, а підсилити її», — наголосив він. Модель продемонструвала стабільні результати навіть у складних умовах, як-от погана фокусування чи низька освітленість.
Ця робота свідчить про появу нового типу наукового партнерства — між людиною й ШІ, де обробка даних виконується миттєво, але ключовою залишається людська інтерпретація. Як резюмує Ян: «Ми протестували ATOMIC на багатьох зразках — і система дійсно надійна».