METRA s.r.o.

Vývoj a validácia pokročilých neurónových sietí na analýzu gama spektra

Gama spektroskopia je kľúčová pre aplikácie od monitorovania jadrových zariadení až po núdzové situácie. Tradičné metódy analýzy však majú problémy s prekrývajúcimi sa píkmi, šumom a zložitými spektrami, čo často vyžaduje zásah odborníkov a dosahuje obmedzenú presnosť.

Táto výskumná práca predstavuje inovatívny prístup využívajúci špecializované architektúry neurónových sietí, ktoré kombinujú konvolučné neurónové siete (CNN) s Transformer vrstvami. Tieto siete, navrhnuté špeciálne pre gama spektrá, integrujú doménovo špecifické obmedzenia a pokročilé techniky predspracovania, čo umožňuje presnú identifikáciu rádionuklidov v reálnom čase.

Kľúčové výsledky zahŕňajú:

  • Presnosť: 98,5 % pri identifikácii izotopov, čo je významný pokrok oproti ~85 % dosahovaným tradičnými metódami.
  • Rýchlosť: Analýza v reálnom čase (<10 ms na spektrum) podporená akceleráciou GPU.
  • Odolnosť: Bezproblémové zvládanie prekrývajúcich sa píkov a zložitých spektrálnych podmienok.
  • Validačné testy: Úspešná aplikácia v rôznych scenároch, zníženie času analýzy operátora o 30 % a zachovanie presnosti aj v náročných prípadoch.

Systém využíva špičkové technológie, ako je adaptívne denoising na báze waveletov, fyzikálne informovanú regularizáciu a modulárny dizajn pre zvládanie rôznych spektrálnych podmienok. Zavádza tiež pravdepodobnostné metriky v reálnom čase na zlepšenie rozhodovania v nejasných situáciách.

Tento prelom predstavuje paradigmatickú zmenu v gama spektroskopii, poskytujúc škálovateľné, efektívne a vysoko presné riešenia pre kľúčové aplikácie. Budúci vývoj bude zameraný na rozšírenie tohto prístupu na ďalšie typy žiarenia a environmentálne podmienky.

Projekt bol realizovaný v spolupráci s Couldera Technologies s.r.o. (report)

Scroll to Top