.Scientists Just Watched Atoms Move for the First Time Using AI
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.Scientists Just Watched Atoms Move for the First Time Using AI
과학자들은 AI를 사용하여 원자의 움직임을 처음으로 관찰했습니다
뉴욕 대학교2025년 3월 6일6개의 댓글4분 읽기 페이스북 지저귀다 핀터레스트 전보 공유하다 나노입자 감지 컨셉 아트 AI와 전자 현미경을 통합함으로써 과학자들은 이제 나노입자의 동적 변형을 실시간으로 관찰할 수 있습니다. 이 발전은 오랫동안 정확한 이미징을 방해했던 노이즈를 제거하고 원자 수준에서 촉매 반응과 물질 거동에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다. (작가의 개념.) 출처: SciTechDaily.com 과학자들은 재료 과학, 제약 및 전자 공학에 필수적인 나노 입자의 숨겨진 움직임을 밝혀내는 획기적인 AI 기반 기술을 개발했습니다.
인공 지능을 전자 현미경과 통합함으로써 연구자들은 이전에는 노이즈로 가려졌던 원자 수준의 변화를 시각화할 수 있게 되었습니다. 이 획기적인 발견은 이러한 작은 입자가 다양한 조건에서 어떻게 행동하는지에 대한 더 명확한 이해를 가능하게 하여 산업 공정과 과학적 발견에 혁명을 일으킬 가능성이 있습니다. AI와 전자 현미경으로 나노입자의 행동을 밝혀내다 과학자들은 나노입자가 시간이 지남에 따라 어떻게 움직이고 변화하는지 밝히는 새로운 방법을 개발했습니다.
이 작은 입자는 제약, 전자, 에너지와 같은 산업에서 중요한 역할을 합니다. Science 에 게재된 이 획기적인 연구 는 인공 지능과 전자 현미경을 결합하여 나노입자가 다양한 조건에 어떻게 반응하는지에 대한 자세한 시각 자료를 만듭니다. "나노입자 기반 촉매 시스템은 사회에 엄청난 영향을 미칩니다." 논문의 저자 중 한 명인 NYU 데이터 과학 센터 소장이자 수학 및 데이터 과학 교수인 Carlos Fernandez-Granda가 설명합니다. "모든 제조 제품의 90%가 생산 체인 어딘가에서 촉매 공정을 포함한다고 추정됩니다. 우리는 재료의 원자 수준 구조 역학을 탐구할 수 있는 새로운 창을 여는 인공 지능 방법을 개발했습니다."
AI 지원 해상도를 갖춘 나노입자 왼쪽은 전자 현미경으로 촬영한 백금 나노입자입니다. 이 데이터는 개별 원자를 표시할 만큼 충분한 공간적 해상도를 가지고 있습니다. 그러나 이러한 이미지는 높은 시간적 해상도로 인해 노이즈로 인해 심하게 손상되었지만, 그럼에도 불구하고 나노입자 표면의 기능과 관련된 기본적인 동적 거동을 시각화하는 데 필요합니다.
오른쪽은 노이즈를 효과적으로 제거하고 나노입자의 원자 구조를 보여줄 수 있는 AI 시스템의 출력입니다. 출처: Arizona State의 Peter Crozier와 Joshua Vincent, NYU의 Carlos Fernandez-Granda, Sreyas Mohan 제공
AI와 전자 현미경을 결합하여 전례 없는 세부 정보 제공 애리조나 주립 대학 , 코넬 대학 , 아이오와 대학의 과학자들과 협력하여 수행한 이 연구는 전자 현미경과 AI를 결합합니다.
이 강력한 조합을 통해 과학자들은 분자 구조와 움직임을 전례 없는 세부 사항과 속도로 10억 분의 1미터까지 관찰할 수 있습니다. "전자 현미경은 높은 공간 분해능으로 이미지를 캡처할 수 있지만, 화학 반응 중에 나노입자의 원자 구조가 변하는 속도 때문에, 나노입자의 기능을 이해하기 위해 매우 빠른 속도로 데이터를 수집해야 합니다."라고 애리조나 주립 대학의 재료 과학 및 공학 교수이자 논문의 저자 중 한 명인 피터 A. 크로지어가 설명합니다. "이로 인해 매우 노이즈가 많은 측정이 발생합니다.
우리는 이 노이즈를 자동으로 제거하는 방법을 학습하는 인공 지능 방법을 개발하여 핵심 원자 수준의 역학을 시각화할 수 있게 되었습니다." 딥러닝으로 원자의 움직임을 밝혀내다 나노입자에서 원자의 움직임을 관찰하는 것은 산업 응용 분야의 기능을 이해하는 데 중요합니다. 문제는 데이터에서 원자가 거의 보이지 않기 때문에 과학자들은 원자가 어떻게 행동하는지 확신할 수 없다는 것입니다. 이는 오래된 카메라로 밤에 찍은 비디오에서 물체를 추적하는 것과 같습니다.
이 과제를 해결하기 위해 논문의 저자는 전자 현미경 이미지를 "밝게" 하여 기본 원자와 동적 행동을 드러낼 수 있는 AI의 계산 엔진인 딥 신경망을 훈련했습니다. "입자의 변화의 본질은 플럭셔널 주기를 포함하여 매우 다양하며, 원자 구조, 입자 모양 및 방향의 빠른 변화로 나타납니다. 이러한 역학을 이해하려면 새로운 통계 도구가 필요합니다." 코넬 대학교 통계 및 데이터 과학과의 교수이자 부의장이며, 국립 통계 과학 연구소 소장이자 논문의 저자 중 한 명인 데이비드 S. 매테슨이 설명합니다. "이 연구는 위상 데이터 분석을 활용하여 플럭셔널리티를 정량화하고 입자가 정렬된 상태와 무질서한 상태 사이를 전환할 때의 안정성을 추적하는 새로운 통계를 소개합니다."
참고문헌: Peter A. Crozier, Matan Leibovich, Piyush Haluai, Mai Tan, Andrew M. Thomas, Joshua Vincent, Sreyas Mohan, Adria Marcos Morales, Shreyas A. Kulkarni, David S. Matteson, Yifan Wang, Carlos Fernandez-Granda의 "Visualizing nanoparticle surface dynamics and instabilities enabled by deep denoising", 2025년 2월 27일, Science . DOI: 10.1126/science.ads2688 이 연구는 미국 국립과학재단(OAC-1940263, OAC-2104105, CBET 1604971, DMR 184084, CHE 2109202, OAC-1940097, OAC-2103936, OAC-1940124, DMS-2114143)의 연구비 지원으로 진행되었습니다.
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메모 2503070337 소스1.분석중_【】
_[3】원자의 모습을 본다는 것은 보기1.을 순간적으로 24×4(~672)개로 동시에 보는 것이거나 보기2.를 순간적으로 동시에 2^43개 모습으로 18차 마방진을 보는 것과도 유사하다. 물론 다른 보기n.들은 더 많은 동시성으로 원자의 모습을 찰라화 시킨다. 그 이유는 magicsum.value가 동기화 되었기 때문에 그 어떤 상황에서도 원자, 아원자는 단위로써의 중첩값 다중성을 유지한다. 고차방정식 x^n=0을 만족하는 x값이 1(unit)이면 n이 무한하듯이 단위 qpeoms는 물질계 msbase에 영원한 절대단위이다. 원자는 일종에 보기1.보기1. 혹은 x^n=0을 만족하는 x값이 1(unit)에 지나지 않는다. 다만 첨단과학이나 ai로 추정한 우리가 아는 고전적인 방식의 관찰로 접근하는 원소의 팩트는 궁극적으로 보기1. 정도의 수준도 근접하지 못했다. 어허.
보기1.
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보기2.
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