Per quasi un secolo i microscopi elettronici hanno avuto bisogno di mani esperte dietro ogni osservazione. La Cina prova a spezzare questa abitudine con un sistema che lavora da solo, guidato dall’intelligenza artificiale. A Pechino un gruppo di ricercatori ha mostrato quello che definisce il primo microscopio elettronico a trasmissione al mondo in grado di funzionare in maniera completamente autonoma. Il nome scelto è Aeye-1, e nelle prove ha dimostrato di poter sostituire un operatore umano in tutte le fasi del lavoro.
Microscopio elettronico: cosa fa davvero Aeye-1 e perché conta
Partiamo dalle basi. Un microscopio elettronico a trasmissione, in inglese TEM, è da decenni uno strumento fondamentale per osservare la materia su scala atomica. Serve a sviluppare nuovi materiali, tecnologie per l’energia, applicazioni di chimica industriale. È stato, insomma, uno dei pilastri dell’avanzamento scientifico. Il problema è che per quasi cento anni questi apparecchi hanno richiesto sempre un controllo manuale da parte di un tecnico. E un approccio del genere finisce per dare risultati soggettivi, oltre a complicare le analisi quantitative.
Qui sta il punto interessante. Aeye-1 compie il salto dalla “operazione manuale” alla “operazione autonoma guidata dall’IA”. Secondo i ricercatori il sistema gestisce da solo l’intera catena di lavoro: sposta il campione, cattura le immagini, analizza i dati. Tutto senza che nessuno intervenga. Deng Dehui, professore dell’Istituto di Fisica Chimica di Dalian dell’Accademia Cinese delle Scienze e responsabile del progetto, lo ha descritto come un occhio intelligente capace di visualizzare il mondo atomico.
I numeri, chi c’è dietro e cosa succede ora
Lo sviluppo è stato portato avanti dal gruppo di Deng Dehui insieme al professor Liu Wei, in collaborazione con i ricercatori dell’Istituto di Automazione di Shenyang. Sono loro ad aver progettato gli algoritmi che permettono al microscopio di percepire, analizzare e controllare il processo in modo indipendente. Non è stata una passeggiata: hanno dovuto superare diversi ostacoli tecnici, come lo spostamento intelligente dei campioni in alto vuoto, la regolazione ottica autonoma dell’immagine, la localizzazione precisa di oggetti su scala nanometrica e il coordinamento di tutti i sottosistemi nello stesso momento.
E qui arrivano i numeri, che fanno una certa impressione. Stando a Deng, l’analisi delle immagini è più di 300 volte più veloce rispetto a quella manuale. Per rendere l’idea: due settimane di funzionamento di Aeye-1 equivalgono a un anno di lavoro di un microscopio tradizionale. Nelle prove con catalizzatori a setaccio molecolare, il sistema ha analizzato in media 168 campioni al giorno, catturato oltre 4.000 immagini quotidiane e generato in automatico report professionali, con statistiche dettagliate su dimensione delle particelle, dispersione e struttura cristallina.
Il sistema ha superato domenica scorsa una valutazione di risultati scientifici e tecnologici tenutasi a Pechino, organizzata dalla Federazione Cinese dell’Industria del Petrolio e della Chimica. Il comitato ha concluso all’unanimità che si tratta di una tecnologia altamente innovativa, la prima del suo genere al mondo e leader a livello internazionale.
I responsabili del progetto sperano che Aeye-1 riesca a fornire in modo continuo grandi volumi di dati strutturali di alta qualità in settori come energia, chimica industriale, materiali avanzati e scienze della vita. L’obiettivo a lungo termine è ambizioso: spingere un cambio di paradigma nella ricerca scientifica supportata dall’IA, un campo dove l’automazione può portare benefici concreti. Bisognerà aspettare per capire se questo apparecchio finirà davvero per dettare tendenza nel mondo della scienza.