Olomoučtí vědci naučili umělou inteligenci vidět detaily za hranicí možností běžných optických přístrojů

Vědci z katedry optiky Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého v Olomouci (UPOL) vyvinuli novou metodu, která s využitím umělé inteligence dokáže z rozmazaných snímků získat detaily, jež jsou pro běžné optické přístroje prakticky neviditelné. Stejný model umělé inteligence přitom dokáže zpracovávat obrazy vzdálených hvězd i jednotlivých molekul, aniž by bylo nutné jej přizpůsobovat konkrétnímu dalekohledu nebo mikroskopu. Výsledky výzkumu publikoval také prestižní časopis Nature Communications.

Reklama
Reklama

Každý dalekohled nebo mikroskop má své fyzikální limity. Pokud jsou dva objekty příliš blízko sebe, jejich obraz splyne do jedné rozmazané skvrny. To komplikuje práci například astronomům při pozorování vzdálených hvězd nebo biologům při zkoumání struktur uvnitř buněk.

Dosavadní metody, které se snaží toto omezení překonat, vyžadují velmi přesnou znalost vlastností konkrétního přístroje a jeho pečlivou kalibraci.

Olomoučtí optici zvolili jiný přístup. Umělou inteligenci učili výhradně na počítačově vytvořených simulacích, které zahrnovaly širokou škálu různých optických podmínek.

Díky tomu se model nenaučil pracovat pouze s jedním konkrétním přístrojem, ale pochopil obecné principy, podle nichž vzniká obraz v různých typech optických zařízení.

Naším cílem bylo, aby se AI naučila nejen jeden konkrétní experiment, ale obecný způsob, jak z rozmazaného obrazu získat ostřejší informaci. Právě proto může stejný model pracovat s daty z velmi odlišných oblastí – od astronomie až po molekulární mikroskopii,“ vysvětlil Dominik Vašinka z katedry optiky přírodovědecké fakulty.

Vědci svou metodu ověřili nejprve v laboratorním experimentu, kde přesně znali skutečnou polohu světelných zdrojů. Následně ji úspěšně vyzkoušeli na reálných datech.

Na snímcích oblasti galaxie Andromeda dokázala umělá inteligence rozlišit skupinu hvězd, které na původním snímku splývaly v jediný objekt. V biologických vzorcích pak pomohla zobrazit jemné buněčné struktury tvořené jednotlivými fluoreskujícími molekulami.

Experiment s kontrolovanou skutečnou strukturou předmětu byl důležitý krok. U reálných mikroskopických dat nevíme, kde přesně se molekuly nacházejí, a u astronomických dat je situace podobná. My jsme vytvořili mezistupeň mezi ideální simulací a reálnými vzorky,“ uvedl Filip Juráň z katedry optiky.

Podle Jaromíra Běhala z katedry optiky, který také na nové metodě spolupracoval, spojuje zdánlivě nesouvisející obory stejný fyzikální princip.

Spojujícím prvkem nejsou hvězdy ani molekuly samotné, ale fyzika zobrazování bodových zdrojů. Pokud ji AI zachytí dostatečně obecně, může pomoci tam, kde je klasická kalibrace zdlouhavá, nestabilní nebo prakticky nemožná,“ řekl.

Výzkumníci věří, že jejich přístup usnadní využívání superrozlišovacích metod v celé řadě vědeckých i technických oborů. Protože model není závislý na jednom konkrétním přístroji, mohl by v budoucnu najít uplatnění všude tam, kde je potřeba získat co nejvíce informací z optických obrazů.

Nejde pouze o další algoritmus pro zpracování obrazu. Důležité je, že model není pevně svázán s jedním přístrojem. To může výrazně zjednodušit použití superrozlišovacích metod ve výzkumu i technické praxi,“ doplnil Miroslav Ježek z katedry optiky.

Výzkum navazuje na dlouhodobou práci Laboratoře kvantové optiky katedry optiky Přírodovědecké fakulty UP v oblasti optického měření, umělé inteligence a zpracování slabých světelných signálů.

Projekt podpořila Grantová agentura ČR, Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR prostřednictvím programu OP JAK ITI Mezisektorová spolupráce „Optické technologie“ a Interní grantová agentura Univerzity Palackého.

Reklama
Reklama

Související

  • Pátý ročník Chci v Přerově právě začíná. Objeví se v Přerově mamut?
    Společnost

    Pátý ročník Chci v Přerově právě začíná. Objeví se v Přerově mamut?

    V Přerově právě probíhá projekt zaměřený na volný čas, sport, bezpečnost, životní prostředí i zkrášlení veřejného prostoru. Obyvatelé mohou vybírat své favority z 12 návrhů předloženými občany Přerova a to od 2. září do 2. října. Město má na realizaci vítězných projektů vyčleněno 1,5 milionu korun.

  • Chipsy, sladké pití i tyčinky. Odborníci radí, co dětem do svačiny raději nedávat
    Zdraví
    Společnost

    Chipsy, sladké pití i tyčinky. Odborníci radí, co dětem do svačiny raději nedávat

    Školní rok začal a s ním i období svačin. Umíte je ale dětem připravit správně? Víte, co všechno by měla zdravá svačina do školy obsahovat a proč se vyplatí si ji připravovat doma? Nemocnice AGEL Přerov nyní nabízí rodičům seminář, který vás všechny tyto věci naučí. Proběhne 16. září a 25. listopadu, účast je zdarma.

  • Historický zlom na UP. Kancelář rektora poprvé povede žena
    Společnost

    Historický zlom na UP. Kancelář rektora poprvé povede žena

    První školní den nebyl prvním dnem pouze pro školáky, ale taky pro novou kancléřku Univerzity Palackého v Olomouci. Tou se poprvé v historii školy stala žena. Od roku 2022 vykonával tuto funkci právník Martin Tomášek, nyní ho vystřídá výkonná manažerka Ivana Olivová.

  • Rozhoduje se o Stavbě roku. O titul usilují i stavby z Olomouckého kraje
    Společnost

    Rozhoduje se o Stavbě roku. O titul usilují i stavby z Olomouckého kraje

    Udělení a představení prestižních titulů Stavba roku je již 34 let nejvýznamnější událostí ve stavitelství a architektuře a představuje jediné celostátní hodnocení, ve kterém jsou všechny přihlášené realizace z celé České republiky posuzovány podle jednotných kritérií a přímo v místě jejich vzniku. Mezi víc než stovkou staveb mají zastoupení také objekty z Olomouckého kraje. Podívejte se s námi které to jsou.

Reklama
Reklama

Rychlovky

  • OLOMOUC 
    Poslední srpnový týden přináší do kin novinku režiséra Ridleyho Scotta, české historické dokudrama i návrat dvou filmových klasik. Na plátna se po letech vrací Harry Potter a Kámen mudrců a Terminátor 2: Den zúčtování. Více.
  • SLATINICE 
    Neznámý pachatel poškodil poškodil na hřbitově ve Slatinicích na Olomoucku 17 hrobů. Vandal se na hřbitově pohyboval v uplynulých dnech, odcizil mimo jiné také urny. Více.
  • OLOMOUC 
    Po roce se Olomouc opět stala centrem mezinárodního para hokeje. Již 7. ročník oblíbeného turnaje O pohár hejtmana Olomouckého kraje - OLOMOUC CUP navíc přinesl kromě nabité para sportovní atmosféry také exhibiční zápas. Více.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama

Nejnovější

  • Páteční horoskop: Blíženci, máte plán na něco přelomového. Střelci, dopřejte svému tělu tu správnou regeneraci
    Horoskopy

    Páteční horoskop: Blíženci, máte plán na něco přelomového. Střelci, dopřejte svému tělu tu správnou regeneraci

    Krásný den, milí čtenáři. Máme tu poslední den pracovního týdne. Dnes je pátek 4. září. Svůj svátek slaví všechny Jindřišky a Rozálie, nezapomeňte jim i vy popřát vše nejlepší. Před námi je víkend. Co vás dnes čeká?

  • Fiktivní recepty za 6,8 milionu. Lékaři a lékárníkovi olomoucký soud potvrdil podmínky
    Krimi

    Fiktivní recepty za 6,8 milionu. Lékaři a lékárníkovi olomoucký soud potvrdil podmínky

    Olomoucký vrchní soud dnes potvrdil tříleté podmíněné tresty s odkladem na zkušební dobu pěti let praktickému lékaři Vladimíru Líčeníkovi a lékárníkovi Luďku Konvičkovi v kauze údajných rozsáhlých podvodů s fiktivními recepty ve Valašském Meziříčí. Oba také dostali peněžitý trest 100 tisíc korun a soud jim potvrdil pětiletý zákaz činnosti. Škoda byla vyčíslena na 6,8 milionu korun, řekl dnes ČTK mluvčí soudu Stanislav Cik. Kauzou se soudy zabývaly řadu let, vrchní soud ji projednával potřetí.

  • Dva měsíce bez průjezdu. Šternberk od pátku uzavře několik ulic
    Doprava

    Dva měsíce bez průjezdu. Šternberk od pátku uzavře několik ulic

    Město Šternberk zahájí v pátek 4. září další etapu oprav místních komunikací v lokalitě ulic Komenského, Havlíčkovy a Paloukové. Termín uzavírky je stanoven od 4. září do 3. listopadu 2026.

  • Stačí vykloktat vodu. FN Olomouc nabízí screening nádorů krku a úst
    Zdraví

    Stačí vykloktat vodu. FN Olomouc nabízí screening nádorů krku a úst

    Orofaryngeálních karcinomů, tedy nádorů v oblasti krku a dutiny ústní, v posledních letech výrazně přibývá, a to zejména u lidí ve věku nad čtyřicet let. V současné době je jich v populaci již více než nádorů děložního hrdla (čípku), přičemž obě rakovinná onemocnění mají společný hlavní rizikový faktor - infekci lidským papilomavirem (HPV).

Reklama
Reklama
Reklama

Nejčtenější

Reklama
Reklama

Seriály

Reklama