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AI光学显微镜,分辨率提升15.4倍!生物医学活体观测新纪元

新智元  · 公众号  · AI  · 2025-05-09 14:08
    

主要观点总结

清华大学团队通过AI for Optics创新赋能超分辨光学显微镜,将活细胞成像体积分辨率提升15.4倍。团队提出了全新的「AI+」显微镜:Meta-rLLS-VSIM,实现了生物医学活体观测的全新视角。该显微镜通过AI赋能超分辨光学显微镜,硬件软件协同优化,实现「1+1>2」的成像效果。文章详细描述了Meta-rLLS-VSIM的工作原理和优势,包括虚拟结构光照明、双视角信息融合、元学习实现AI模型的快速自适应部署等。

关键观点总结

关键观点1: 清华大学团队通过AI for Optics提升了光学显微镜的分辨率。

团队创新赋能超分辨光学显微镜,将活细胞成像体积分辨率提升了15.4倍,为生物医药领域带来重大突破。

关键观点2: 团队提出了全新的「AI+」显微镜:Meta-rLLS-VSIM。

该显微镜结合了光学系统与人工智能的交叉创新,以三维视角和亚细胞级各向同性分辨率观测动态生物过程,开启了生物医学活体观测的全新视角。

关键观点3: Meta-rLLS-VSIM通过硬件软件协同优化实现高性能成像。

该显微镜利用AI赋能,实现「1+1>2」的成像效果,提高了生物医学研究的精度和效率。

关键观点4: 虚拟结构光照明技术的应用。

研究团队利用深度神经网络(DNN)学习到单一维度超分辨能力,并拓展至其他方向,实现了横向 120 nm、轴向 160 nm 的近各向同性成像分辨率。

关键观点5: 双视角信息融合提升轴向分辨率。

研究团队采用反射增强双视角晶格光片显微镜,通过融合两个视角的图像信息,在空间信息采集上提升了轴向分辨率。

关键观点6: 元学习实现AI模型的快速自适应部署。

研究团队将元学习与光学显微系统的数据采集时序深度融合,实现了AI模型的快速自适应部署,大大降低了AI模型在实际生物成像实验中的使用门槛。


文章预览

   新智元报道   编辑:LRST 【新智元导读】 清华大学团队通过AI for Optics创新赋能超分辨光学显微镜,将活细胞成像体积分辨率提升15.4倍!借助这一工具,研究人员可为癌细胞分裂、胚胎发育等精密生命过程拍摄「4K高清电影」,从而撬动生物医药领域的重大突破。 近年来,以深度学习为代表的智能计算方法对光学显微镜发展产生变革性影响。通过光学成像系统与智能算法的联合优化,可在极大程度上突破光学系统设计的时空带宽固有局限。 如何基于光学系统与人工智能的交叉创新突破性能瓶颈,以三维视角和亚细胞级各向同性分辨率观测动态生物过程,是光学显微成像领域的前沿重要挑战。 近日,清华大学生命学院李栋课题组与自动化系戴琼海团队合作提出一款全新的「AI+」显微镜:元学习驱动的反射式晶格光片虚拟结构光照明显微镜(Meta-r ………………………………

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