近日，中国科学院大连化学物理研究所联合中国科学院沈阳自动化研究所研制的智能透射电子显微镜系统“原眼一号”通过科技成果鉴定，其中沈阳自动化所主导开发的人工智能与图像识别技术有效支撑了“原眼一号”研发和全流程自主运行。
高端科研仪器是国家科技自立自强、维护国家科技安全的重要支撑。当前，科学研究正向极微观深入，透射电子显微镜(TEM，以下简称“透射电镜”)是探索微观世界的前沿利器，是先进材料、能源化工、生命科学等领域的核心装备。然而近百年来，透射电镜一直依赖人工操作，存在效率低、主观性强、难以统计定量等瓶颈。
为破解这一难题，大连化物所邓德会研究员、刘伟研究员团队联合沈阳自动化所机器人学研究室韩志研究员带领的机器智能团队，共同开发了“全自主感知-解析-操控通用智能透射电镜系统”算法。在此基础上，攻克具身智能高真空样品传递、电子光学成像自主调节、纳米级样品智能定位、图像自主采集与实时解析、全系统状态感知与调度协作等五大关键技术。
该研究得到了大连化物所与沈阳自动化所联合创新基金重大项目的支持，韩志研究员带领的机器智能团队，主要负责算法平台搭建、模式识别与感知建模、具身智能算法、智能模型优化与验证等人工智能与图像处理任务，实现了多设备智能调度与控制、电镜图像高速采集与处理、电镜样品多层级目标区域选择、样品高精度智能定位、颗粒构型自适应分割与分析。
在实际应用中，以分子筛等催化剂显微结构分析为例，“原眼一号”日均分析样品168个，采集图像超过4000张，并能自主生成包含颗粒精准尺寸、分散度、晶体构型等大规模定量统计信息的专业分析报告，图像分析效率较人工提升300倍以上。该系统运行两周所获数据量，相当于传统透射电镜一年的工作量。鉴定委员会专家一致认为，该技术创新性强，所研发的智能透射电镜系统属全球首创，居国际领先。
该成果首次实现透射电镜从“人工操作”到“AI全流程自主运行”的跨越，为高端科研仪器的智能化应用提供了有力借鉴，有望为能源化工、材料基因组、生命科学等领域的发展持续提供大规模、高质量的结构数据，支撑人工智能驱动科研范式变革，让人类更精准、更直观地探索极微观世界。(机器人学研究室)
