中国自动化协会 信用:CC0公共领域 纳米纤维因其微小的尺寸而具有特殊的电、机械和其他物理特性，被认为是生物医学工程、清洁能源和水质控制等领域的前沿技术
现在，意大利和英国的研究人员开发了一种评估纳米纤维制造质量的自动过程，比目前使用的技术产生了30%的更精确的结果
详细内容已于2021年1月发表在电气和电子工程师协会/中国自动化协会联合出版的《电气和电子工程师协会/中国自动化杂志》上
“近年来，纳米结构材料在科学和工业领域都获得了不断增长的兴趣，因为它们的研究吸引力和多方面的应用，”论文作者Cosimo Ieracitano说，他是雷焦卡拉布里亚地中海大学土木工程、能源、环境和材料系神经实验室小组的研究员
“纳米纤维应用的成功需要特别注意纳米材料的质量和生成过程
" 纳米纤维是通过向含有聚合物溶液和纺丝收集器的注射器施加高电压来生产的
该溶液由电荷驱动，喷射到收集器上，产生纳米纤维
对于一种需要均匀性的产品来说——例如，纳米纤维作为细胞生长的支架，如果它含有一个肿块或一个洞，就会导致生长不均匀，或者如果它上面有一层膜，就可能无法生长——目前的生产过程相当混乱
为了防止异常，技术人员使用扫描电子显微镜监控纤维生产，该显微镜可以精确确定纤维的形貌及其成分
然后他们目视检查图像
据Ieracitano称，这是一个依赖于人类的耗时过程，人类会变得疲劳并犯错误
“在纳米材料的生产链中，一个至关重要的步骤是在缺陷识别过程中实现自动化，以减少实验室实验的数量和实验阶段的负担，”Ieracitano说
研究小组设计了一个两部分的自动化过程来生产同质纳米纤维
自动编码器是一种机器学习软件，它将扫描电子显微镜图像分割成更小的片段，并将其翻译成代码
该代码被渲染成原始图像的更基本版本，降低了计算能力，但仍然突出了任何异常
另一个机器学习处理器评估图像，寻找任何结构缺陷
如果它发现了一个，它就认为纳米纤维有缺陷而不予考虑
值得注意的是，该系统优于其他标准的机器学习技术，以及其他最新的最先进的方法，报告准确率高达92
5%，”叶拉齐塔诺说
目前使用的技术通常有64%到66%的准确性
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