中新網上海4月13日電(記者 陳靜)不用最昂貴的鏡頭，也能拍出高清照片。近年來，眾多手機、數碼相機廠商不斷探索如何在控制成本的情況下，使用AI模型進一步提升像素級。
記者13日獲悉，這一次，同樣的技術理念被復旦大學計算機科學技術學院教授顏波帶領的團隊遷移到了生命科學實驗室里的常用研究工具“熒光顯微鏡”上。他們發明的跨任務、多維度圖像增強基礎AI模型(UniFMIR)，實現了對現有熒光顯微成像極限的突破。
最新一期科學期刊《自然-方法》(Nature Methods)刊登了中國學者的研究成果。UniFMIR的成功研發標志著中國在關鍵科學儀器領域“國產設備+基礎模型”的組合能有效減少對進口設備的依賴，也為全球科研領域的進步貢獻了中國智慧和力量。
熒光顯微鏡利用部分物質受紫外線照射后可發熒光的特性，通過染色讓本不具有該特性的物質發出熒光，可以觀察細胞內物質的吸收、運輸、化學物質的分布及定位等。在分辨率方面，它遠超普通光學顯微鏡0.2微米極限，到達觀測分子的納米尺度，是生命科學領域不可或缺的研究工具。自2006年面世以來，熒光顯微鏡已幫助全球科學家研發出對帕金森氏癥、阿爾茨海默氏癥和亨廷頓氏癥等神經退行性疾病更有針對性的治療方法。
據了解，由于顯微鏡光學硬件和生物樣本光敏感性(在熒光照射下，生物活性降低)帶來的挑戰，過去幾年中，生命科學和計算機領域的科學家們開始攜手探索用AI的路徑來增強圖像質量的辦法。然而，成像模式多樣、降質類型復雜、增強過程迥異等一系列問題，使得這一任務極具挑戰性，于是，大多數科學家選擇“每次解決一個問題”，聚焦于研制針對單一需求的“專有”AI模型。
但來自復旦大學的這支AI for Science團隊則以“一站式集成”為目標，直接構建了“統一”的熒光顯微鏡圖像增強AI基礎模型(UniFMIR)，大幅提升在“圖像超分辨率重構、各向同性重構、3D去噪、圖像投影和過程重建”五大任務方向上的性能。加載了UniFMIR的熒光顯微鏡將成為生命科學實驗室中的“神器”。科學家們可以更清晰地觀察到活細胞內部的微小結構和復雜過程，加速全球生命科學、醫學研究、疾病診斷相關領域的科學發現和醫療創新；同時，在半導體制造、新材料研發等領域，該成果可以用來提升觀察和分析材料微觀結構的質量，從而優化制造工藝和提高產品質量。
研究團隊方面表示，未來，生命科學實驗室的科學家們可通過進一步擴展訓練數據的數據量和豐富度來不斷強化UniFMIR的圖像重構能力。顏波對UniFMIR被用于更多類型實驗的可能性充滿信心。(完)