Квадратные пиксели в качестве детектора радиации? Нет, это изобретение пришло не из Fallout Tetris DLC, а от умных умов из Массачусетского технологического института
Большинство людей знакомы с классической игрой «Тетрис» и ее характерными пиксельными кирпичиками. Теперь эта игра вдохновила даже науку. С помощьюфигур ТетрисаиKIони теперь могут локализовать гамма-лучи в меньшем масштабе.
Почему эта тема важна: При работе с радиоактивными материалами, например, для мониторинга атомных электростанций, нам нужны измерительные приборы, которые защищают нас, людей. В случае аварий, подобных Фукусиме, они должны быстро и точно локализовать источники опасности. Проблема:
- Существующие точные детекторы очень большие (стационарные) и дорогие.
- Маленькие детекторы, такие как счетчики Гейгера, часто неточны, и аварийные службы часто оказываются слишком близко к радиации
Это новое: Ученые создаливычислительную основудля разработки очень простых, упрощенных версий массивов датчиков радиации, которые могут точно определять направление распределенного источника излучения
Подробнее:nbsp;ВMIT(Массачусетский технологический институт) сообщил об исследовании ученыхstudyв пресс-релизе. Исследователи разработали детектор радиации, который должен превзойти существующие устройства:
- Это должно быть более мобильным без потери точности.
- Цель: Недорогая и небольшая система для радиационного картирования
- Вдохновение: Исследователи из Массачусетского технологического института в качестве источника своей идеи назвали знакомые квадратные пиксельные фигуры из «Тетриса».
Стоит посмотреть:Тем, кто не знаком с «Тетрисом», предлагаем взглянуть на это сообщение в Twitter. В январе 2024 года 13-летний подросток побил мировой рекорд и самый высокий уровень, когда-либо достигнутый в игре, — 157:
13-летний Уиллис Гибсон по кличке Блю Скути стал первым зарегистрированным человеком, который обыграл «Тетрис», заставив игру замереть после достижения 157-го уровня pic.twitter.com/uRt3KOasTh
— Джейк Лаки (@JakeSucky) 4 января 2024
Тетрис как спаситель в трудные времена
Почему именно Тетрис? nbsp;Есть небольшая предыстория. Для обнаружения радиации в детекторах всегда используются полупроводниковые материалы, такие как теллурид кадмия-цинка.
Как это работает: Радиация проникает в материал, и прибор может ее обнаружить — но направление остается неопределенным. Чтобы как можно точнее определить, откуда исходит излучение, прибору нужна детекторная сетка, состоящая из нескольких так называемыхпикселей (т.е. отдельных детекторов):
- Для существующих устройств:100 пикселей в разрешении 10 x 10
- Алгоритм распознает излучение, поступающее с разной скоростью на разные пиксели
- После расчета можно интерпретировать направление
Недостатки:Типичные детекторные массивы имеют большие размеры (10 x 10) и, согласно заявлению MIT, являются дорогостоящими.
Интересное открытие:nbsp;Ученые обнаружили, что детекторы с4 пикселями(т.е. 2×2) вформе тетроминодостаточны, чтобы соответствовать точности больших и дорогих устройств.
Тетромино: Это классические фигуры Тетриса, каждая из которых состоит из4 квадратов одинакового размераи примыкающих друг к другу по сторонам.
Результат: Исследователи обнаружили, что из всех форм (например, квадратных, S-, J- или T-образных)S-формаможет лучше всего определить направление источника лучей с точностью до 1 градуса. Один из авторов работы, профессор Массачусетского технологического института Мингда Ли (MIT), говорит в своем сообщении:
Этот подход был буквально вдохновлен «Тетрисом».
Стоит посмотреть:Apple TV превратила историю создания «Тетриса» в фильм. Здесь вы можете посмотреть трейлер о предыстории культовой игры:
Гениально благодаря искусственному интеллекту:Ключ к такому уменьшенному расположению пикселей лежит вкомпьютерной реконструкцииугла падения лучей. Искусственный интеллект (ИИ) помогает определить его как можно точнее.
Не достаточно ли старых детекторов?
В отличие от существующих детекторов, форма «Тетрис»обладает рядом преимуществ:
- Маленький детектор означает более низкую стоимость разработки
- Меньше элементов детектора из теллурида кадмия-цинка = ниже стоимость единицы продукции
- Малый размер означает более мобильное приложение, что очень важно в случае катастрофы
- NEW: Вместо одного источника излучения устройство может обнаруживать несколько источников одновременно
Радиационное картирование имеет огромное значение для атомной промышленности, поскольку оно помогает быстро обнаружить источники радиации и обеспечить безопасность каждого человека
Источник: соавтор исследования Бенуа Форже, профессор ядерной инженерии Массачусетского технологического института
Дальнейшее применение:Устройство, похоже, способно не только точно обнаруживать радиоактивное излучение. Соавтор Лин-Вен Ху, старший научный сотрудник Лаборатории ядерных реакторов Массачусетского технологического института, пишет в статье MIT:
Они не ограничены конкретными длинами волн и могут использоваться для нейтронов или даже других форм света, таких как ультрафиолетовый свет.
Перспективы:Полевые испытания, проведенные Массачусетским технологическим институтом, уже успешно завершены. В своем исследовании ученые предполагают, что их мобильное устройство вскоре будет использоваться в области обнаружения радиации.
Ник Манн, ученый из отдела оборонных систем Национальной лаборатории Айдахо, говорит:
Эта работа имеет решающее значение для американских служб быстрого реагирования и постоянно растущей угрозы радиологического инцидента или аварии.
Кто бы мог подумать, что наше нынешнее исследование будет вдохновлено классической игрой 90-х годов и, возможно, сделает наш современный мир немного безопаснее — благодаря маленьким квадратным пикселям в форме Тетриса.
