Сотрудники Иллинойского университета в Урабне-Шампейне разработали алгоритм, который позволяет значительно повысить качество изображений микроскопов. Технология называется адаптивная максимизация пересечений (AIM). Исследование ученые опубликовали в журнале Science Advances.
Ведущий автор работы Хунцян Ма отметил, что сначала специалисты хотели создать быстрый алгоритм, потому что лаборатория университета производит слишком большое количество данных. Впоследствии оказалось, что новый метод не только быстро обрабатывает информацию, но и достигает субнанометровой точности. По словам Ма, это уникальное достижение.
Чтобы улучшить качество изображения, требуется удалить дрейф — это вибрации, которые влияют на результат. Руководитель проекта Ян Лю отметил, что обычно исследователи устраняют лишь низкочастотные искажения. Чтобы избавиться от высокочастотного дрейфа, вызванного шумом окружающей среды, нужно много ресурсов и времени. Иногда даже с использованием суперкомпьютеров на анализ данных уходит несколько дней.
Новый метод сравнивает соседние кадры и помещает каждую точку данных в центр круга. Затем он ищет фрагменты этого круга в других кадрах. Перекрывающиеся точки попадают в одну версию изображения. Способ протестировали с помощью ДНК-оригами, особой технологии конструирования молекул ДНК. Степень точности — меньше 1 нм, в то время как у стандартных методов она составляет около 10 нм. Хунцян Ма отметил, что новый метод может работать даже на ноутбуке. «Мы хотим сделать этот инструмент автоматически подключаемым и доступным для всех пользователей микроскопов», — сказал он. Ученые добавили, что AIM пригодится для более эффективного выявления болезней, а также для биологии и биоинженерии.
Ранее исследователи смогли впервые в истории снять на камеру превращение атомов в квантовые волны. В этом им помогла новая техника визуализации.
