Pixel quadrati come rilevatore di radiazioni? No, questa invenzione non proviene da un DLC di Fallout Tetris, ma dalle menti intelligenti del MIT
La maggior parte delle persone conosce il classico gioco Tetris e i suoi caratteristici mattoncini di pixel. Ora il gioco ha ispirato anche la scienza. Con l’aiuto delleTetrise di unKIè ora possibile localizzare i raggi gamma su scala più piccola.
Ecco perché l’argomento è importante: quando si ha a che fare con materiale radioattivo, ad esempio per il monitoraggio delle centrali nucleari, abbiamo bisogno di dispositivi di misurazione che proteggano noi esseri umani. In caso di incidenti come quello di Fukushima, devono localizzare le fonti di pericolo in modo rapido e preciso. Il problema:
- I rilevatori di precisione esistenti sono molto grandi (stazionari) e costosi.
- I piccoli rilevatori come i contatori Geiger sono spesso imprecisi e spesso portano i servizi di emergenza troppo vicini alle radiazioni
Questa è una novità: gli scienziati hanno creato unabase computazionaleper sviluppare versioni molto semplici e snelle di array di sensori di radiazioni in grado di determinare con precisione la direzione di una sorgente di radiazioni distribuita.
In dettaglio:IlMIT(Massachusetts Institute of Technology) ha riferito dello studio degli scienziatiin un comunicato stampa. I ricercatori hanno sviluppato un rilevatore di radiazioni destinato a superare i dispositivi esistenti:
- Questo dovrebbe essere più mobile senza perdere in precisione
- Obiettivo: sistema poco costoso e di piccole dimensioni per la mappatura delle radiazioni
- Ispirazione: i ricercatori del MIT hanno citato le familiari forme quadrate dei pixel di Tetris come fonte della loro idea.
Da vedere:Chi non conosce Tetris può dare un’occhiata a questo post su Twitter. Nel gennaio 2024, un tredicenne ha battuto il record mondiale e il livello più alto mai raggiunto, 157:
Il tredicenne Willis Gibson, alias Blue Scuti, è diventato la prima persona registrata a battere Tetris facendo bloccare il gioco dopo aver raggiunto il livello 157 pic.twitter.com/uRt3KOasTh
– Jake Lucky (@JakeSucky) January 4, 2024
Tetris come salvatore nel momento del bisogno
Perché proprio Tetris? C’è un po’ di retroscena. Per la rilevazione delle radiazioni, i rivelatori richiedono sempre materiali semiconduttori come il tellururo di cadmio e zinco.
Come funziona: la radiazione penetra nel materiale e il dispositivo è in grado di rilevarla, ma la direzione è ancora incerta. Per scoprire con la massima precisione possibile da dove provengono le radiazioni, il dispositivo ha bisogno di una griglia di rivelatori composta da diversi cosiddettipixel(cioè singoli rivelatori):
- Per i dispositivi esistenti:100 pixel in una disposizione 10 x 10
- Un algoritmo riconosce le radiazioni che arrivano a velocità diverse sui diversi pixel
- Dopo il calcolo, la direzione può essere interpretata
Svantaggio:Gli array di rivelatori tipici sono grandi (10 x 10) e, secondo l’annuncio del MIT, costosi.
Una scoperta intrigante:Gli scienziati hanno scoperto che i rivelatori con4 pixel(cioè 2×2) nella formaTetrominosono sufficienti per eguagliare la precisione dei grandi e costosi dispositivi.
Tetrominoes: Questi sono i classici pezzi di Tetris, ognuno dei quali è composto da4 quadrati della stessa dimensionee adiacenti sui lati.
Il risultato: i ricercatori hanno scoperto che tra tutte le forme (ad esempio quadrata, a S, a J o a T) la formaSriusciva a determinare al meglio la direzione della sorgente del raggio con una precisione di 1 grado. Uno degli autori, il professore del MIT Mingda Li, afferma nella comunicazione:
Questo approccio è stato letteralmente ispirato da Tetris.
Da vedere:Apple TV ha trasformato la storia di Tetris in un film. Qui potete vedere un trailer sui retroscena del gioco di culto:
Geniale grazie all’AI:La chiave di questa disposizione snella dei pixel sta nellaricostruzione assistita dal computerdell’angolo di incidenza dei raggi. L’intelligenza artificiale (AI) aiuta a determinarlo nel modo più preciso possibile.
Non sarebbero sufficienti i vecchi rivelatori?
A differenza dei rilevatori esistenti, la forma del Tetrisoffre diversi vantaggi:
- Rilevatore più piccolo significa minori costi di sviluppo
- Meno elementi del rivelatore in tellururo di cadmio e zinco = costi unitari inferiori
- Più piccolo significa più applicazione mobile – di grande importanza in caso di disastro
- NEW: invece di una singola sorgente di radiazioni, il dispositivo può rilevare più sorgenti contemporaneamente
La mappatura delle radiazioni è di fondamentale importanza per l’industria nucleare, in quanto può aiutare a localizzare rapidamente le fonti di radiazioni e a garantire la sicurezza di tutti.
Fonte: coautore dello studio Benoit Forget, professore di ingegneria nucleare del MIT
Ulteriori applicazioni:Il dispositivo non sembra solo in grado di rilevare con precisione le radiazioni radioattive. Il coautore Lin-Wen Hu, scienziato senior presso il MIT Nuclear Reactor Lab, scrive nell’articolo del MIT:
Non sono limitati a determinate lunghezze d’onda, ma possono essere utilizzati anche per i neutroni o addirittura per altre forme di luce, come quella ultravioletta.
Prospettive future:Un test sul campo condotto dal MIT è già stato completato con successo. Nel loro studio, i ricercatori ipotizzano che il loro dispositivo mobile sarà presto utilizzato nel campo della rilevazione delle radiazioni.
Nick Mann, scienziato della Divisione Sistemi di Difesa presso l’Idaho National Laboratory, afferma:
Questo lavoro è fondamentale per i soccorritori degli Stati Uniti e per la minaccia sempre crescente di un incidente radiologico.
Chi avrebbe mai pensato che la nostra attuale ricerca si sarebbe ispirata al classico gioco degli anni ’90 e probabilmente avrebbe reso il nostro mondo attuale un po’ più sicuro, grazie a piccoli pixel quadrati a forma di Tetris.
