دانشمندان آزمایشگاه آرگون میکروسکوپ پرتو ایکس سخنگویی ساختند که با زبان طبیعی فرمان می‌گیرد و زوم می‌کند!

پژوهشگران آزمایشگاه ملی آرگون موفق شده‌اند یک پلتفرم هوش مصنوعی مبتنی بر ایجنت (Agentic AI) را به یک خط باریکه نانوپروب پرتو ایکس متصل کنند؛ نتیجه کار سیستمی شده که کافی است دانشمندان به زبان ساده به آن بگویند روی کدام بخش نمونه تمرکز کند تا دستگاه فوراً زوم کند و نگاهی دقیق‌تر به آن نقطه بیندازد.

آزمایشگاه آرگون در گزارش رسمی خود از موفقیت اجرای آزمایشی این میکروسکوپ ایجنتیک خبر داد. در مرحله اول، توانایی دستگاه برای پیدا کردن مرز اتصال میان دو بخش در یک مدار مجتمع (آی‌سی) محک زده شد؛ جالب اینکه تمام این فرآیند فقط با گفتن دستور به میکروسکوپ از طریق زبان طبیعی و محاوره‌ای انجام شد و دانشمندان نیازی به دستکاری‌های دستی و پیچیده نداشتند.

متیو چروکارا (Mathew Cherukara)، دانشمند علوم محاسباتی در آزمایشگاه آرگون، درباره این پروژه توضیح می‌دهد: «بخش میکروالکترونیک صرفاً مثالی بود تا بتوانیم توانایی‌های این فناوری را به نمایش بگذاریم. دستاورد اصلی و واقعی ما، ساخت نسلی نوین از میکروسکوپ‌های مجهز به هوش مصنوعی است که می‌تواند به ده‌ها رشته علمی مختلف کمک کند.»

خود این میکروسکوپ بخشی از خط باریکه نانوپروب پرتو ایکس سخت ۲۶-آی‌دی (26-ID) در آرگون است؛ ابزاری پیشرفته که از باریکه‌های پرتو ایکس فوق‌العاده متمرکز برای تصویربرداری و اندازه‌گیری دقیق نمونه‌ها در مقیاس نانو استفاده می‌کند.

چنین تجهیزاتی یکی از بهترین و ایده‌آل‌ترین کاربردها برای هوش مصنوعی در علم به شمار می‌روند؛ چرا که حجم سرسام‌آوری از داده تولید می‌کنند که بررسی آن از توان و حوصله انسان خارج است یا به زمان بسیار زیادی نیاز دارد. این دستگاه‌ها از تکنیکی به نام «تایکوگرافی» (Ptychography) بهره می‌برند که الگوهای پراش ناشی از برخورد پرتو ایکس با نمونه را ثبت می‌کند. آزمایش‌های مدرن پرتو ایکس می‌توانند تنها در عرض چند ساعت، میلیون‌ها تصویر پی‌درپی تولید کنند. در روش‌های سنتی، بازسازی و تجزیه‌وتحلیل تصاویر تایکوگرافی ساعت‌ها یا حتی روز‌ها وقت پژوهشگران را می‌گرفت، اما آرگون می‌گوید سیستم هوش مصنوعی آن‌ها می‌تواند هم‌زمان با ثبت داده‌ها، تصاویر را به‌صورت بلادرنگ (Real-Time) بازسازی کند.

خط باریکه نانوپروب پرتو ایکس آرگون دقیقاً از همان تأسیسات علمی پیشرفته‌ای است که دولت ترامپ از طریق ماموریت جنسیس (Genesis Mission) به دنبال تزریق هوش مصنوعی به آن‌هاست. این ماموریت که در نوامبر ۲۰۲۵ توسط پرزیدنت ترامپ راه‌اندازی شد و تحت رهبری وزارت انرژی آمریکا اداره می‌شود، هدفش پیدا کردن راه‌های به‌کارگیری هوش مصنوعی در تحقیقات علمی است. از جمله این طرح‌ها می‌توان به پروژه هم‌افزایی هوش در علوم فوتون و نوترون یا همان SYNAPS-I اشاره کرد؛ پروژه‌ای که آزمایشگاه آرگون با هدایت آزمایشگاه ملی لارنس برکلی در حال پیشبرد آن است و آزمایشگاه‌های ملی بروک‌هیون، شتاب‌دهنده ملی اسلک (SLAC) و اوک ریج نیز در آن مشارکت دارند.

افزودن هوش مصنوعی عامل‌محور به میکروسکوپ پرتو ایکس آرگون، در واقع فاز دوم این پروژه بزرگ محسوب می‌شود؛ فاز اول صرفاً برای این بود که ببینند آیا هوش مصنوعی می‌تواند زمان پردازش تصاویر تایکوگرافی را کم کند یا نه. طبق اعلام آرگون در گزارش ماه آوریل، فاز نخست با موفقیت چشمگیر همراه شد و حالا فاز دوم هم با اضافه شدن ایجنت‌های مسلط به زبان طبیعی، پیروزی بزرگ دیگری را رقم زده است.

چروکارا درباره پیشرفت‌های این پروژه می‌گوید: «مجموع دستاوردهای پروژه SYNAPS-I پایه‌گذار ساخت میکروسکوپ‌های خودران، آزمایش‌های مداربسته (Closed-Loop) و ابزار‌های عیب‌یابی خودکار است؛ ابزار‌هایی که نوید سرعت بخشیدن به کشفیات علمی را در حوزه‌های گوناگون از ساخت نیمه‌هادی‌ها گرفته تا مواد پیشرفته و امکانات آزمایشگاهی ملی می‌دهند.»

علاوه بر سرعت خیره‌کننده دستگاه در پردازش داده‌ها، هوش مصنوعی مکالمه‌محور فاز دوم این امکان را به دانشمندان می‌دهد که به جای کلنجار رفتن با تنظیم زاویه و تابش باریکه، صرفاً با زبان ساده از میکروسکوپ بخواهند ناحیه مدنظرشان را بررسی کند. جالب اینجاست که هوش مصنوعی نه‌تنها از پس جمع‌آوری و پردازش داده‌ها برمی‌آید، بلکه نتایج را خودش تجزیه‌وتحلیل کرده و سایر نقاط مشکوک یا جذاب را علامت‌گذاری می‌کند تا سپس خودش به‌طور خودکار به سراغ بررسی عمیق‌تر آن‌ها برود!

تائو ژو (Tao Zhou)، از دانشمندان آزمایشگاه آرگون، در ویدیویی منتشرشده اعلام کرد که این نسخه تعاملی و خوش‌صحبت میکروسکوپ، درهای تحقیقات پیشرفته را به روی پژوهشگرانی باز می‌کند که به علم نانوپروب پرتو ایکس نیاز دارند اما مهارت یا دانش فنی لازم برای کار با دستگاه پیچیده‌ای مثل دستگاه این آزمایشگاه را ندارند.

ژو تأکید می‌کند: «این قابلیت می‌تواند برای بسیاری از کاربران یک برگ برنده واقعی و تحول‌آفرین باشد. چنین رابط کاربری چت و تعاملی به پژوهشگران اجازه می‌دهد بدون اینکه وقت زیادی صرف یادگیری جزئیات پیچیده قطعات خط باریکه کنند، پژوهش‌های علمی خود را انجام دهند و داده‌هایی فوق‌العاده باکیفیت به دست آورند.»

او در پایان اضافه می‌کند: «این رویکرد به ما کمک می‌کند موج جدیدی از دانشمندان و کاربران را به سوی این تجهیزات جذب کنیم.»