Kleine spectrometer, grootse mogelijkheden: de toekomst van lichtanalyse vernieuwd met machine-learning

AmsterdamOnderzoekers aan de UC Santa Cruz hebben een nieuwe, uiterst kleine spectrometer ontwikkeld die zowel betaalbaar als gebruiksvriendelijk is. Dit compacte apparaatje presteert net zo goed als traditionele spectrometers, die vaak aanzienlijk groter en duurder zijn. In tegenstelling tot de omvangrijke spectrometers, die zo groot als een gebouw kunnen zijn en veel kosten met zich meebrengen, zijn deze kleine versies goedkoop en geschikt voor uiteenlopende toepassingen.

De nieuwe spectrometer is compact vergeleken met oudere modellen. Hij kan licht met een hoge precisie meten tot op 0,05 nanometer. Eenvoudige productietechnieken zorgen voor lagere kosten. Bovendien maakt het apparaat gebruik van machine learning-algoritmen om de nauwkeurigheid bij het meten van licht te verbeteren.

Machine learning wordt tegenwoordig toegepast in spectrometrie, wat een aanzienlijke vooruitgang betekent. Het stelt ons in staat om nauwkeurig te meten zonder dat we uiterst precieze oorspronkelijke data nodig hebben, wat het proces vroeger duurder en ingewikkelder maakte. Het algoritme blijft zich verbeteren, waardoor de prestaties van de spectrometer in de loop van de tijd toenemen. Deze flexibiliteit maakt het mogelijk om spectrometers aan specifieke onderzoekstoepassingen aan te passen, zoals het onderzoeken van bepaalde soorten licht uit de ruimte of het analyseren van specifieke chemische samenstellingen.

Lees ook:

Vandaag · 04:07

Astrofysicus onthult theorie achter mysterieuze 'zebra'-signalen van Crabnevelpulsar

Deze compacte spectrometer is niet alleen nuttig voor astronomie, hoewel dat een van de belangrijkste toepassingen is. Hij kan worden gekoppeld aan telescopen, zoals die van het Lick Observatory, om bijvoorbeeld de atmosferen van planeten buiten ons zonnestelsel te onderzoeken of om meer inzicht te krijgen in donkere materie. Doordat deze spectrometers goedkoper zijn en gemakkelijk aangepast kunnen worden, kunnen astronomen ze naar hun wensen configureren, wat bij grotere, oudere instrumenten lastig is.

Draagbare spectrometers kunnen de manier waarop we gezondheidsproblemen diagnosticeren veranderen door eenvoudige, niet-invasieve methoden te bieden voor het detecteren van bijvoorbeeld fluorescentie. Ze kunnen buiten het laboratorium worden gebruikt voor milieubeoordelingen of het opsporen van chemicaliën in verschillende situaties, zoals gezondheidstesten en vervuilingscontroles. Omdat deze apparaten eenvoudig te bedienen zijn, komen ze goed van pas op plekken waar grote, complexe machines moeilijk te gebruiken zouden zijn.

De toekomst van deze technologie hangt af van hoe goed het kan groeien en uitbreiden. Wetenschappers stellen zich systemen voor met vele kleine chips die samenwerken, waarbij elk chipje verschillende lichtdata onderzoekt en allemaal gedetailleerde informatie over lichtgedrag bieden.