Блог

May 29, 2023

Малиновый Пи

Исследователи из Лундского университета, Лундского института передовых нейтронных и рентгеновских исследований (LINXS), Аргоннской национальной лаборатории и Северо-Западного университета опубликовали томографический файл с открытым исходным кодом.

Исследователи из Лундского университета, Лундского института передовых нейтронных и рентгеновских исследований (LINXS), Аргоннской национальной лаборатории и Северо-Западного университета выпустили томографический сканер с открытым исходным кодом, который использует видимый свет, что позволяет получать расширенные изображения прямо на вашей кухне.

«Мы представляем рецепт создания портативного набора инструментов для самостоятельной сборки под названием «Кухонная световая томография» (KBLT) для выполнения томографии с использованием видимого света с недорогими и легкодоступными компонентами», — объясняет исследовательская группа проекта, представленного нашему вниманию. из блога Raspberry Pi. «Все программное обеспечение для управления двигателем, получения, реконструкции и анализа изображений имеет открытый исходный код и доступно в Интернете».

Томография, также известная как томографическая визуализация, использует проникающие волны для получения «томограммы» не только поверхности объектов, но и внутри них — получение двумерных поперечных сечений трехмерного объекта, отсюда «томо» означает «срез». ." Как правило, томографы представляют собой дорогостоящее оборудование, работающее на источниках рентгеновского или нейтронного излучения, но KBLT спроектирован так, чтобы быть доступным и безопасным для экспериментов любителем или начинающим, поэтому вместо него используется достаточно мощный светодиодный фонарик.

Точные возможности КБЛТ зависят от того, как он изготовлен. Его дизайнеры говорят, что новички могут собрать простую версию, получившую название KBLT v1, из кубиков LEGO, мобильного телефона, фонарика и бумажного экрана. KBLT v2, тем временем, обеспечивает автоматизацию и работу, больше похожую на устройства профессионального уровня, которые вы можете найти в лаборатории, и построен с использованием одноплатного компьютера Raspberry Pi, фонарика, веб-камеры и моторизованного вращающегося столика, управляемого заголовок ввода/вывода общего назначения (GPIO) Raspberry Pi.

«В зависимости от используемого оборудования и конструкции безопасный и экономически эффективный сканер KBLT для образовательных целей может быть построен всего за 150–1000 евро (около 164–1100 долларов США)», — подсчитали исследователи, — «которым следует противопоставить до стоимости около 37 тысяч евро [около 40 420 долларов США] при покупке рентгеновского сканера для образовательных целей или [] полноценного лабораторного рентгеновского сканера стоимостью от 100 тысяч до 1,5 миллиона евро [от 110 000 до 1,64 миллиона долларов США]. "

«KBLT был [разработан] как практический образовательный инструмент для обучения новых и будущих пользователей LSRI [крупномасштабных исследовательских инфраструктур] в области томографии, а также его потенциальная полезность как для ученых, работающих с лучами, так и для исследователей в области вычислений в их обычном рабочем процессе тестирования. и совершенствование аппаратных и программных решений, включая новые алгоритмы реконструкции», — заявляют его создатели.

«Используя KBLT, — продолжают исследователи, — можно снизить порог самого первого томографического эксперимента в LSRI с использованием рентгеновских лучей или нейтронов. Будущие усилия могут опираться на концепцию KBLT, чтобы обеспечить больше обучения и развития. инструменты для других типов методов, например, рассеяния, дифракции и спектроскопии, которые еще больше расширят знания и ноу-хау следующего поколения пользователей, ученых-линейщиков и вычислительных исследователей LSRI».

Статья с подробным описанием проекта была опубликована в открытом доступе в журнале Tomography of Materials and Structures, а исходный код и инструкции по сборке, а также ссылка на собранные наборы данных KBLT, включая сценарий реконструкции Python, доступны на GitHub в разделе разрешительная лицензия BSD из трех пунктов.