PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Materials· 2026Q2· Derleme

Geleneksel Görüntü İşlemeden Elektron Mikroskobunda Yapay Zekaya: Tıbbi ve Biyolojik Görüntülemeden Elde Edilen İçgörülerle Sağlam, Otomatik ve Gelişmiş Malzeme Karakterizasyonuna Doğru

From Conventional Image Processing to Artificial Intelligence in Electron Microscopy: Toward Robust, Automated, and Enhanced Materials Characterization Through Insights from Medical and Biological Imaging

Amanda Nieto, Leon Hamui

Kısa özet

Elektron mikroskobu veri analizi, gürültü, artefaktlar ve operatör bağımlılığı gibi zorlukların üstesinden gelmek için geleneksel görüntü işlemeden yapay zekaya, özellikle derin öğrenmeye doğru evriliyor, bu da daha otomatik ve nicel malzeme karakterizasyonuna yol açıyor.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Elektron mikroskobu veri analizi, gürültü, artefaktlar ve operatör değişkenliğinden kaynaklanan zorluklarla karşı karşıyadır.
  • Alan, geleneksel görüntü işlemeden yapay zekaya, özellikle derin öğrenme (DL) ve makine öğrenmesi (ML) yaklaşımlarına doğru ilerlemektedir.
  • Temel yapay zeka stratejileri arasında evrişimsel/üretken mimariler, kendi kendine denetimli öğrenme, transfer öğrenmesi, transformatörler ve fizik temelli öğrenme yer alır.
  • Tıbbi ve biyolojik görüntülemeden elde edilen içgörüler, EM'de veri açısından verimli öğrenme ve çok modlu analiz için uyarlanmaktadır.
  • Sınırlı veri kümeleri, alan kaymaları ve hesaplama talepleri gibi zorluklar devam etmektedir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Electron microscopy is fundamental to modern materials characterization; however, the quantitative analysis of scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) data remains challenged by noise, imaging artifacts, acquisition variability, complex microstructures, and operator-dependent interpretation. This review examines the evolution of computational analysis from conventional image-processing techniques, including filtering, deconvolution, enhancement, and segmentation, toward machine learning (ML) and deep learning (DL) approaches for electron microscopy. Particular attention is given to convolutional and generative architectures, self-supervised learning, transfer learning and domain adaptation, transformers and foundation models, physics-informed learning, and multimodal integration of imaging, spectroscopic, diffraction, and three-dimensional data. Advances in medical and biological imaging are further examined to identify transferable strategies for data-efficient learning, image reconstruction, multimodal analysis, uncertainty quantification, and external validation. Collectively, these developments indicate a transition from task-specific image processing toward increasingly integrated, automated, and quantitative characterization workflows. Nevertheless, limited datasets, domain shifts across instruments and material classes, computational demands, physical consistency, and insufficient standardization remain major challenges. Future advances will require robust, generalizable, and physically informed artificial intelligence frameworks capable of integrating heterogeneous microscopy data while maintaining scientific interpretability and reliability.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Materials, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Structural BiologyBiochemistry, Genetics and Molecular Biology