Российские ученые создали приложение для изучения составов минералов на Земле и в космосе
Ученые из Института геологии и минералогии (ИГМ) им. В.С. Соболева СО РАН и их коллеги разработали приложение для автоматической расшифровки состава микровключений в минералах, об этом сообщили в пресс-службе организации. Применение алгоритмов машинного обучения и искусственного интеллекта (ИИ) позволяет сократить время анализа с нескольких месяцев до нескольких минут. Разработка может быть использована для исследований Земли и других астрономических объектов.
Диагностика минералов, из которых состоят горные породы, является важной геологической задачей. Их состав и кристаллическая структура позволяют установить условия формирования месторождений. Однако идентификация микроминералов размером в несколько микрон, часто находящихся внутри более крупных кристаллов, представляет сложную задачу.
Новое веб-приложение под названием ArDI кардинально упрощает этот процесс для флюидных и расплавных включений — микроскопических капелек в минерале-хозяине, содержащих газы, жидкости и мельчайшие кристаллы. Анализ таких вкраплений помогает понять процессы рудообразования и эволюции магмы, а также прогнозировать новые месторождения меди, свинца, лития, золота и других металлов.
Над технологией работали специалисты из ИГМ СО РАН (Новосибирск), Института геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН (Иркутск) и Минералогического музея им. А. Е. Ферсмана РАН (Москва).
Приложение анализирует спектры, полученные методом спектроскопии комбинационного рассеяния света. Этот метод был выбран потому, что позволяет идентифицировать структуру и состав вещества без разрушения образца — с помощью изучения изменения частот при прохождении света через микрокристаллы минералов. Ранее расшифровка таких спектров занимала дни или даже месяцы, а в сложных случаях требовала дополнительных анализов. Новый сервис выполняет эту задачу за несколько минут с высокой степенью достоверности, что открывает перспективы для его использования в изучении вещества планет земной группы, спутников газовых гигантов, астероидов и комет.
Для выделения в сложном спектре участков, соответствующих отдельным минералам, и разложения спектра на компоненты в системе используется алгоритм фазового анализа. Для быстрого поиска соответствий по базам данных разработчики внедрили индексный поиск Faiss, который преобразует данные в числовой формат и группирует их по заданным параметрам. Для распознавания сложных спектров также используются методы машинного обучения и технологии ИИ. Такая гибридная система позволяет достигать точности идентификации минералов до 96,3%.
«Приложение ArDI уже доказало свою эффективность в распознавании сложных ассоциаций микроминералов и продолжает развиваться. Команда разработчиков планирует дальше расширять базу данных, добавлять новые алгоритмы обработки спектральной информации для решения прикладных минералогических задач, расширять возможности интеграции и совместного использования данных, полученных другими аналитическими методами», — подчеркнули в пресс-службе ИГМ СО РАН.
Фото Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева.
Самое популярное
