Le synchrotron américain réalise une sélection intelligente de régions et une reconstruction d'images en temps réel

Récemment, la Source nationale de lumière synchrotron II (NSLS-II) des États-Unis a dévoilé les avancées expérimentales en imagerie intelligente par rayons X : l'équipe de recherche a intégré l'apprentissage automatique dans le flux expérimental de la ligne de lumière, permettant l'identification automatique des régions de l'échantillon méritant des mesures complémentaires, et a démontré une capacité de reconstruction par ptychographie en temps réel à 200 images par seconde. Ces résultats anticipent l'analyse des données pendant le déroulement de l'expérience, offrant une nouvelle voie technique pour améliorer l'efficacité d'utilisation du temps de faisceau limité.

Dans l'expérience de sélection automatique de régions, le système acquiert des images tout en analysant des échantillons complexes, puis sélectionne de manière autonome les positions nécessitant des mesures à haute résolution. Les chercheurs peuvent ainsi réaliser d'abord un balayage à grande échelle, puis concentrer les mesures fines sur les zones présentant un intérêt pour la recherche. Cette démonstration valide la faisabilité des expériences pilotées par les données, mais ne signifie pas encore que tous les échantillons et toutes les lignes de lumière fonctionnent de manière autonome.

Une autre démonstration concerne l'imagerie tridimensionnelle de puces microélectroniques, où un modèle entraîné accélère la reconstruction par ptychographie et permet de reconstruire un échantillon de puce spécifique avec un volume de données proche du dixième des besoins conventionnels. Une segmentation automatique ultérieure aide en outre à identifier les différents matériaux et structures internes. Ces résultats ont été obtenus dans des conditions expérimentales spécifiques et ne permettent pas de présumer directement qu'une réduction de données du même ordre serait obtenue pour d'autres échantillons.

Ces travaux s'inscrivent dans la collaboration inter-laboratoires SYNAPS-I, dont l'objectif est de mieux intégrer mesure, reconstruction et analyse scientifique. L'équipe prévoit ensuite d'enrichir les données d'entraînement des modèles et de promouvoir l'imagerie tridimensionnelle en temps réel pendant l'expérience, afin que les images s'améliorent continuellement au fil des mesures. Cette orientation pourrait servir à l'inspection des structures internes de puces, à l'étude de la dégradation des matériaux de batteries et à la caractérisation de nanomatériaux complexes, élargissant ainsi les capacités d'application industrielle des grandes installations scientifiques de rayonnement synchrotron.