ايتنا - پیوند هوش مصنوعی و کوانتوم

دستاورد جدید یعنی توانایی «حس» در هوش مصنوعی می‌تواند انقلابی در کاربردهای هوش مصنوعی در دنیای واقعی ایجاد کند و راه را برای استفاده‌های پیشرفته در حوزه‌های مختلف باز کند.

به گزارش ایتنا و به نقل از لایو ساینس، این سیستم با ترکیب فناوری کوانتوم و هوش مصنوعی، قادر است با دقتی بی‌نظیر ویژگی‌های سطوح را تحلیل کرده و اطلاعاتی دقیقی از ساختار آنها به دست بیاورد.

این فناوری چگونه کار می‌کند؟
این سیستم از یک لیزر اسکن‌کننده که پالس‌های نوری کوتاهی تولید می‌کند استفاده می‌کند. این پالس‌ها به سطح جسم مورد نظر برخورد کرده و پس از بازتاب، فوتون‌هایی را که با سطح برخورد داشته‌اند جمع‌آوری می‌کنند.

گفته می‌شود این فوتون‌های بازتاب‌شده حاوی نویزهایی به نام «اسپکل نویز» هستند. در روش‌های معمول، این نویزها مزاحم تصویرسازی هستند؛ اما در اینجا، هوش مصنوعی این نویزها را تحلیل می‌کند و از آنها برای شناخت ساختار دقیق سطح استفاده می‌کند.

پژوهشگران در آزمایش‌ها، از ۳۱ نوع کاغذ سنباده صنعتی با ضخامت‌های متفاوت از ۱ تا ۱۰۰ میکرومتر استفاده کردند. این ضخامت‌ها بسیار کوچک‌اند و ضخیم‌ترین نمونه تقریباً برابر عرض یک تار موی انسان است.

در همین رابطه بخوانید:

- مکانیک کوانتومی: تعاریف، اصول و مفاهیم کلیدی
- ممکن است زمان، سرابی باشد که توسط فیزیک کوانتومی ایجاد شده است
- آیا زمان صرفا یک توهم ناشی از درهم‌تنیدگی کوانتومی است؟

سیستم با ارسال پالس‌های نوری به سطوح این کاغذها و تحلیل بازتاب‌ها توانست ضخامت و ساختار سطح را تشخیص دهد.

لیزر این فناوری پالس‌های نوری را در بازه‌های پیکوثانیه (یک تریلیون پیکوثانیه برابر با یک ثانیه است) به سطح ارسال می‌کند. فوتون‌های بازتاب‌شده سپس توسط حسگرهای پیشرفته جمع‌آوری شده و برای تحلیل نهایی به مدل هوش مصنوعی ارسال می‌شوند.

دقت فناوری
در آزمایش‌های اولیه، این سیستم توانست سطح و ضخامت اجسام را با خطای حدود ۸ میکرومتر اندازه‌گیری کند. اما با افزایش تعداد نمونه‌ها و استفاده بیشتر از الگوریتم هوش مصنوعی، این دقت به ۴ میکرومتر افزایش یافت.

این میزان دقت برابر با دستگاه‌های پروفیل‌سنجی پیشرفته‌ای است که امروزه در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند.

یکی از جالب‌ترین ویژگی‌های این فناوری، عملکرد استثنایی آن در تحلیل سطوح با دانه‌های بسیار ریز، مانند فیلم‌های الماس و اکسید آلومینیوم است. این مواد معمولاً در تولید ابزارهای صنعتی پیشرفته استفاده می‌شوند.

کاربردهای گسترده
گفتننی است این فناوری تنها به صنایع محدود نمی‌شود؛ بلکه می‌تواند در پزشکی نیز تحولی بزرگ ایجاد کند. یکی از کاربردهای پیشنهادی این فناوری، تشخیص زبری خال‌های پوستی است که ممکن است نشانه‌ای از سرطان پوست باشند.

این خال‌ها معمولاً تفاوت‌های کوچکی در زبری دارند که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیست، اما این سیستم قادر است این تفاوت‌ها را با دقت بسیار بالا تشخیص دهد.

به گفتهٔ یوپینگ هوانگ (مدیر مرکز علوم و مهندسی کوانتوم در مؤسسه استیونز)، «تفاوت‌های کوچک در زبری خال‌های پوستی که ممکن است برای چشم انسان قابل مشاهده نباشند، با استفاده از این فناوری به‌خوبی شناسایی می‌شوند. این سیستم می‌تواند به پزشکان کمک کند تا در مراحل اولیه سرطان پوست، تغییرات خطرناک را شناسایی کنند».

چشم‌انداز آینده
این دستاورد تنها نشان‌دهندهٔ قابلیت‌های علم کوانتوم در جمع‌آوری حجم زیادی از اطلاعات نیست، بلکه قدرت هوش مصنوعی را در تحلیل و پردازش این اطلاعات نیز به نمایش می‌گذارد.

ترکیب این دو فناوری می‌تواند در آینده‌ای نزدیک به پیشرفت‌های چشمگیری در حوزه‌هایی مانند کنترل کیفیت در صنایع، تولید قطعات حساس، و حتی کشف مواد جدید منجر شود.

علاوه بر این، سیستم‌های مشابه می‌توانند در سایر حوزه‌ها مانند تولید خودروهای پیشرفته، بررسی مواد جدید در هوافضا، و حتی در مطالعات محیط‌زیستی استفاده شوند. با پیشرفت بیشتر این فناوری، انتظار می‌رود که دقت و سرعت آن بیشتر شود و به طور گسترده در صنایع مختلف به کار گرفته شود.

در نهایت باید گفت این فناوری ترکیبی از دانش پیشرفته در علوم کوانتوم و هوش مصنوعی است که نه تنها در حوزه‌های صنعتی و علمی بلکه در زندگی روزمره نیز می‌تواند نقش مهمی ایفا کند.