5月24日,中国科学院大连化学物理研究所邓德会研究员和刘伟研究员团队成功研发的智能透射电子显微镜系统,在北京获得了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。专家组一致认为,这项技术创新能力突出,所推出的智能透射电镜系统在全球范围内属于首例,技术水平达到国际顶尖标准。
当前,科学研究正逐步深入到物质的极微观层面,透射电子显微镜(TEM)作为探索微观世界的尖端工具,在先进材料、能源化工以及生命科学等多个领域中扮演着核心角色。然而,在过去的近百年里,透射电镜的操作一直依赖于人工,这导致了效率低下、主观性强以及难以进行统计量化分析等瓶颈。
为了攻克这一“卡脖子”技术难题,并实现智能电镜领域的“弯道超车”,该团队长期以来致力于透射电镜软硬件的智能化和一体化研究。他们与中国科学院沈阳自动化研究所韩志研究员团队合作,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,科研人员成功突破了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以及全系统状态感知与调度协作等五项关键技术,最终研制出全球首套智能透射电镜系统——“原眼一号”(Aeye)。这套系统如同洞察原子世界的智慧之眼,实现了从样品传输到成像再到分析的全过程无人化和智能化操作。
在实际应用中,以分子筛等催化剂的微观结构分析为例,“原眼一号”每天能够分析多达168个分子筛催化剂样品,采集超过4000张图像。它还能自主生成专业的分析报告,其中包含颗粒的精准尺寸、分散度以及晶体构型等大规模的定量统计信息。与人工分析相比,其图像分析效率提升了300多倍。该系统仅运行两周便能产出相当于传统透射电镜一年工作量的数据。
这项创新成果首次实现了透射电镜从传统“人工操作”到“AI全流程自主运行”的重大跨越,为高端科研仪器的智能化应用提供了宝贵的经验。它有望持续为能源化工、材料基因组和生命科学等领域提供大规模、高质量的结构数据,从而支持人工智能驱动的科研范式变革,使人类能够更精确、更直观地探索极微观世界。
