Квадратни пиксели като детектор за радиация? Не, това изобретение не идва от DLC играта Fallout Tetris, а от умните умове на MIT
Много хора са запознати с класическата игра Тетрис и нейните характерни пикселни тухлички. Сега играта е вдъхновила дори науката. С помощта наФормите на ТетрисиKIте вече могат да локализират гама лъчите в по-малък мащаб.
Ето защо темата е важна: Когато работим с радиоактивни материали, например за наблюдение на атомни електроцентрали, се нуждаем от измервателни устройства, които да предпазват нас, хората. В случай на аварии като тази във Фукушима те трябва бързо и точно да локализират източниците на опасност. Проблемът:
- Съществуващите прецизни детектори са много големи (стационарни) и скъпи.
- Малките детектори, като например Гайгеровите броячи, често са неточни и често водят аварийните служби твърде близо до радиацията
Това е ново: Учените са създалиизчислителна базаза разработване на много прости, опростени версии на масиви от сензори за радиация, които могат точно да определят посоката на разпределен източник на радиация.
По-подробно:В съобщението за пресатаMIT(Масачузетски технологичен институт) се съобщава за изследването на учените . Изследователите са разработили детектор на радиация, който има за цел да надмине съществуващите устройства:
- Това трябва да е по-мобилно, без да се губи прецизността
- Цел: Евтина и малка система за радиационно картографиране
- Вдъхновение: Изследователите от Масачузетския технологичен институт (MIT) посочват като източник на идеята си познатите квадратни пикселни форми на Tetris.
Заслужава си да се види:Тези от вас, които не познават Тетрис, могат да погледнат този пост в Twitter. През януари 2024 г. едно 13-годишно момче счупи световния рекорд и най-високото ниво, достигано някога, 157:
13-годишният Уилис Гибсън, известен още като Блу Скути, стана първият регистриран човек, който е победил Тетрис, карайки играта да замръзне, след като е достигнал ниво 157 pic.twitter.com/uRt3KOasTh
– Jake Lucky (@JakeSucky) January 4, 2024
Тетрис като спасител в трудни моменти
Защо точно тетрис?За това има малко предистория. За откриване на радиация детекторите винаги изискват полупроводникови материали като кадмий-цинков телурид.
Как работи: Радиацията прониква през материала и устройството може да я открие – но посоката все още е неясна. За да се установи възможно най-точно откъде идва лъчението, устройството се нуждае от детекторна мрежа, състояща се от няколко така нареченипиксела (т.е. отделни детектори):
- За съществуващи устройства:100 пиксела в подредба 10 x 10
- Алгоритъмът разпознава лъчението, което пристига с различна скорост върху различните пиксели
- След изчислението може да се интерпретира посоката
Недостатъци:Типичните детекторни масиви са големи (10 x 10) и, според съобщението на MIT, скъпи.
Интригуващо откритие:Учените установили, че детектори с4 пиксела(т.е. 2х2) въвТетромино формаса достатъчни, за да се изравнят по точност с големите и скъпи устройства.
Тетромино: Това са класическите фигури на Тетрис, всяка от които се състои от4 квадрата с еднакъв размери прилежащи един към друг откъм страните си.
Резултатът: Изследователите установили, че от всички форми (например квадратна, S-, J- или Т-образна)S-форматаможе най-добре да определи посоката на източника на лъча с точност до 1 градус. Един от авторите, професорът от Масачузетския технологичен институт (MIT) Мингда Ли, казва в съобщението:
Този подход е буквално вдъхновен от Тетрис.
Заслужава си да се гледа:Apple TV превърна историята на Тетрис във филм. Тук можете да гледате трейлър за предисторията на култовата игра:
Гениално благодарение на изкуствения интелект:Ключът към тази стройна подредба на пикселите се крие вкомпютърно подпомогнатото възстановяванена ъгъла на падане на лъчите. За да се определи той възможно най-точно, тук помага изкуственият интелект (ИИ).
Не биха ли били достатъчни старите детектори?
За разлика от съществуващите детектори, формата на Тетриспредлага няколко предимства:
- Малък детектор означава по-ниски разходи за разработка
- Много по-малко детекторни елементи от кадмий-цинков телурид = по-ниски единични разходи
- По-малък означава по-мобилно приложение – от голямо значение в случай на бедствие
- NEW: Вместо един източник на радиация устройството може да открива няколко източника едновременно
Радиационното картографиране е от изключителна важност за ядрената индустрия, тъй като може да помогне за бързото локализиране на източниците на радиация и да гарантира безопасността на всички.
Източник: Съавтор на изследването Беноа Форже, професор по ядрено инженерство в Масачузетския технологичен институт
Други приложения:Устройството не само изглежда способно прецизно да открива радиоактивно лъчение. Съавторът Лин-Уен Ху, старши учен в лабораторията за ядрени реактори на Масачузетския технологичен институт, пише в статията на Масачузетския технологичен институт:
Те не са ограничени до определени дължини на вълните, а могат да се използват и за неутрони или дори за други форми на светлина, като например ултравиолетова светлина.
Бъдещи перспективи:Вече е успешно завършен полеви тест, проведен от MIT. В своето проучване изследователите предполагат, че тяхното мобилно устройство скоро ще бъде използвано в областта на откриването на радиация.
Ник Ман, учен в отдела за отбранителни системи в Националната лаборатория на Айдахо, казва:
Тази работа е от решаващо значение за американските служби за бързо реагиране и за все по-нарастващата заплаха от радиационен инцидент или авария.
Кой би си помислил, че настоящото ни изследване ще бъде вдъхновено от класическата игра от 90-те години и вероятно ще направи настоящия ни свят малко по-безопасен – благодарение на малки, квадратни пиксели във формата на Тетрис.
