FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь
176 городов
September – October
176 cities
12-14 октября 2018
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры

Ученые сделали 3D-модель еды по двумерному изображению ее внутренней структуры

Исследователи Института физики Земли Российской академии наук (ИФЗ РАН) показали, что на основе двумерного изображения продуктов питания с помощью методов, разработанных ранее для пористых сред, можно создать трехмерную модель их внутреннего строения. Опираясь на нее, можно предсказать физические свойства пищевого продукта и смоделировать процессы, происходящие внутри него. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Статья ученых опубликована в Journal of Food Engineering.

Физические свойства еды определяют не только вкусовые качества, но и то, как долго еда может храниться, каким образом ее лучше обрабатывать и представляет ли она опасность для человека. Трехмерное изображение внутреннего строения продукта может рассказать о его физических свойствах, но не во всех ситуациях возможно получить 3D-изображение для проведения такого анализа.

Ученые ИФЗ РАН применили уникальный компьютерный алгоритм, позволяющий реконструировать полную 3D-модель еды по двумерному изображению ее внутреннего строения. В своей работе исследователи использовали метод вероятностной реконструкции, который ранее показал свою эффективность в описании структуры пород, содержащих нефть и газ. На первом этапе компьютер обрабатывает изображение и представляет его в виде статистических дескрипторов – численных показателей, характеризующих структуру объекта. Затем специальный алгоритм создает трехмерную модель с теми же дескрипторами, что и у двумерного изображения. В этом случае делается допущение, что структура объекта одинакова во всех направлениях (изотропна). Для того чтобы оценить точность результатов описанного подхода – стохастических реконструкций, ученые сравнивали 3D-модель, полученную по двумерным данным, и трехмерные оригиналы, созданные методом рентгеновской микротомографии (она позволяет получить трехмерное изображение того, что находится внутри объекта).

 

Картинка: схема процесса реконструкции. Источник: Кирилл Герке

«В рамках этой работы мы впервые исследовали возможности стохастической реконструкции с помощью корреляционных функций для получения данных о структуре пищевых продуктов на основе двумерных изображений. Мы показали, что для некоторых пищевых продуктов разработанные нами методы позволяют восстановить точные трехмерные данные, на основе которых можно проводить моделирование самых различных процессов и рассчитывать физические свойства», – говорит автор работы, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ИФЗ РАН Кирилл Герке.

Как признают ученые, у разработанной ими технологии имеются и недостатки. Например, точность алгоритма недостаточна для описания продукта сложного строения. Созданию более точных моделей мешает низкое соответствие входного двумерного изображения и реального объекта, неоднородность структуры продукта и недостаточное количество информации для описания объектов со сложным строением.

«Основной проблемой нашего подхода является его вычислительная затратность: используемый метод оптимизации требует гораздо больше времени, чем существующие подходы, например, с использованием искусственного интеллекта. С другой стороны, у разработанного нами подхода есть основное преимущество, которое, по нашему мнению, перевешивает недостатки: он строго описывает структуру исследуемого объекта. Работы по уменьшению требуемых для реконструкций вычислительных ресурсов также ведутся нами в рамках проекта РНФ, и уже получены результаты, которые позволяют предположить, что в самое ближайшее время мы сможем значительно ускорить методику», – подводит итог Кирилл Герке. 

Источник. http://rscf.ru/

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Ученые МГУ исследовали механизмы самоорганизации в живой клетке

Хромосома — это структура, которая находится внутри клеточного ядра и несет в себе большую часть генетической информации, отвечая за ее хранение, передачу и реализацию.

Они были первыми

Когда на Земле царили динозавры, земная фауна изобиловала существами, которые оказались там многими миллионами лет ранее. Речь идет о равнокрылых и обычных стрекозах.

Ученые разработали новый метод получения химических комплексов для фотогальванических элементов

Группа российских исследователей при участии ученых из МГУ имени М.В.Ломоносова разработали новый метод синтеза субфталоцианиновых комплексов, которые можно будет использовать для создания фотогальванических элементов.

Завершен первый этап отчетной кампании молодежных конкурсов 2017 года Президентской программы исследовательских проектов

Бессмертная гидра

Гидра - это маленькое удивительное существо и, как оказалось, фактически бессмертное существо. Наиболее известна гидра за то, что если ее разрезать на несколько частей, то они в итоге вырастут в новые гидры.