“国产设备+基础模型” 中国科学家团队让显微镜秒变高清相机

2024年04月27日20:21:30 科学 1172

4月13日,记者从复旦大学获悉,该校计算机科学技术学院教授颜波带领的团队的研究成果发布在科学期刊《自然-方法》(nature methods)上。他们发明的跨任务、多维度图像增强基础ai模型(unifmir),实现了对现有荧光显微成像极限的突破。

“国产设备+基础模型” 中国科学家团队让显微镜秒变高清相机 - 天天要闻

何为荧光显微镜?

这类显微镜利用部分物质受紫外线照射后可发荧光的特性,以及通过染色让本不具有该特性的物质发出荧光,可以观察细胞内物质的吸收、运输、化学物质的分布及定位等。在分辨率方面,它远超普通光学显微镜0.2微米极限,到达观测分子的纳米尺度,是生命科学领域不可或缺的研究工具。自2006年横空出世,荧光显微镜已帮助全球科学家研制出了对帕金森氏症、阿尔茨海默氏症和亨廷顿氏症等神经退行性疾病更有针对性的治疗方法。

“国产设备+基础模型” 中国科学家团队让显微镜秒变高清相机 - 天天要闻

尽管荧光显微镜的观测分辨率已达到纳米尺度,但科学家们并不满足于此。由于显微镜光学硬件和生物样本光敏感性(在荧光照射下,生物活性降低)带来的挑战,过去几年中,生命科学和计算机领域的科学家们开始携手探索用ai的路径来增强图像质量的办法。然而,成像模式多样、降质类型复杂、增强过程迥异等一系列问题,使得这一任务极具挑战性,于是,大多数科学家选择“每次解决一个问题”,聚焦于研制针对单一需求的“专有”ai模型。

“国产设备+基础模型” 中国科学家团队让显微镜秒变高清相机 - 天天要闻

来自复旦大学的这支团队,以“一站式集成”为目标,直接构建了首个“统一”的荧光显微镜图像增强ai基础模型(unifmir),大幅提升在“图像超分辨率重构、各向同性重构、3d去噪、图像投影和过程重建”五大任务方向上的性能。

据悉,这一显微镜可以帮助科学家们能更清晰地观察到活细胞内部的微小结构和复杂过程,加速全球生命科学、医学研究、疾病诊断相关领域的科学发现和医疗创新;同时,在半导体制造、新材料研发等领域,该成果可以用来提升观察和分析材料微观结构的质量,从而优化制造工艺和提高产品质量。

同时,这一研发成果,也标志着我国在关键科学仪器领域“国产设备+基础模型”的组合能有效减少对进口设备的依赖,也为全球科研领域的进步贡献了中国智慧和力量。

(总台记者 王殿甲)

科学分类资讯推荐

心智观察所:一对科学夫妻如何撬动世界稀土格局 - 天天要闻

心智观察所:一对科学夫妻如何撬动世界稀土格局

【文/观察者网专栏作者 心智观察所】 1972年,内蒙古包头。北风呼啸的矿区里,一位从北京来的学者正弯腰捡起一块刚开采出来的稀土矿石,在手中细细端详。矿石在阳光下闪着微弱的金属光泽,看起来毫不起眼,却让这位52岁的中年人眉头紧锁。 他叫徐光
深海研究院|动荡世界中,中国中东携手绘制和平与发展之路 - 天天要闻

深海研究院|动荡世界中,中国中东携手绘制和平与发展之路

放眼当今世界,中东依然是全球热点最密集、矛盾交织最突出的一个地区。面对传统安全和非传统安全挑战并存,外部干预与独立自主的诉求角力,中东该往何处去?7日,第九届上海中东学论坛在沪举办。本届论坛的主题为“绘制和平与发展之路:探索动荡世界中的中国与中东合作”,来自全国各地的百余名专家学者在两场主旨报告和三...
参与生物多样性,中国企业如何踏出第一步 - 天天要闻

参与生物多样性,中国企业如何踏出第一步

生物多样性保护已成为全球可持续发展的紧迫议题。世界自然保护联盟(IUCN)《濒危物种红色名录》2025年更新显示,全球已评估的16.9万种物种中,4.71万种(28%)面临灭绝威胁,包括41%的两栖动物、37%的鲨鱼和鳐鱼、44%的造礁珊瑚
台风蝴蝶要来了:双台风胚胎正靠近我国,广东等多省将迎台风雨 - 天天要闻

台风蝴蝶要来了:双台风胚胎正靠近我国,广东等多省将迎台风雨

6月9日下午起,内蒙古、山西、京津冀、辽宁、山东北部突然狂风大作,其中河北秦皇岛、辽宁中南部、山东北部猛烈狂风暴雨局部冰雹,山东东营沿海局部最大阵风15级,让人感觉似乎强台风来了。这当然不是台风,而是东北冷涡甩下来的冷空气和华北干热气团强强对撞之下,所激发出来的强烈雷暴雨。6月9日下午,东北冷涡控制的内蒙...
台风“蝴蝶”12日或将生成 - 天天要闻

台风“蝴蝶”12日或将生成

台风"蝴蝶"6月12日生成。台风"蝴蝶"的最新情况基本上可以确定,台风"蝴蝶"将在6月12日前后于南海中北部生成,之后会朝着海南、粤西一带奔去。想象一下,如同大自然愤怒的巨兽一般的台风裹挟着巨大的能量正缓缓朝着这个方向移动。
中巴合作的BINGO射电望远镜主体结构出厂发运 - 天天要闻

中巴合作的BINGO射电望远镜主体结构出厂发运

记者6月9日从中国电子科技集团有限公司获悉,由中国电科网络通信研究院承研的“捕捉宇宙中重子声学振荡信号(BINGO)射电望远镜”主体结构9日从河北石家庄出厂发运,运往位于巴西帕拉伊巴州的台址。这标志着BINGO射电望远镜圆满完成设计与制造工
中巴合作的大型射电望远镜启运巴西 - 天天要闻

中巴合作的大型射电望远镜启运巴西

今天(9日)上午,中国和巴西合作的国际空间科学合作项目——“捕捉宇宙中重子声学振荡信号射电望远镜”主体结构发运前往巴西,标志着该射电天文望远镜即将开始在巴西的建设。该望远镜将建设在亚马孙森林边的巴西帕拉伊巴州,是我国射电天文和空间科学领域的重大国际合作项目,它是南美洲最大的射电天文项目,也是国际上唯...
颜凤梅:平凡岗,工匠心 - 天天要闻

颜凤梅:平凡岗,工匠心

海报设计元素由AI辅助制作在广西华银铝业有限公司颜凤梅是精准与严谨的代名词她参与各类工艺试验约770项次手握1项发明专利助力25项技术升级与改进为铝业重大技改提供关键依据荣膺全国技术能手广西劳动模范称号以她名字命名的“颜凤梅技能大师工作室”