A machine learning framework for scanning electron diffraction microscopy

扫描电子衍射显微镜的机器学习框架

基本信息

  • 批准号:
    543431-2019
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8.74万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Development Grants
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2022-01-01 至 2023-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Electron microscopy provides atomic resolution images and information from a vast range of materials. The most common electron microscopes scan a focused electron beam over a sample and record indicators of the beam - sample interaction to construct images. Many thousands of these instruments are used globally and are essential for physical and biological sciences, and nano-technology applications. Surprisingly though, these microscopes disregard vast amounts of information on how the beam interacts with the sample on passing through or scattering from the sample. This follows from the limitations of current generation electron detectors. Recently though, these limits have been shattered by the realization of new pixelated detectors that allow formerly discarded diffraction data to be recorded at rates greater than 1000 beam positions per second. This new technique, termed scanning electron diffraction microscopy, gives a step change in the detail and speed of the microscope output from GB to TB of data per day in typical usage. This thousandfold data volume increase leads to remarkable effective resolution improvements and presents exciting possibilities for new characterization methods, which will be developed in this project. However, the increased information output necessitates that new strategies are developed to process, analyse, store and share these results to achieve the maximum impact and potential of this technique. This project will meet this need by applying the power of machine learning to the data and developing an internationally accessible computational framework. This will allow lessons learnt from the research and trained networks to be easily and efficiently shared, reused and refined. The project will apply the framework to yield new insights into materials sciences in Canada, with first applications in defect identification in electronic devices and characterizing polymer and electron beam sensitive devices such as energy storage devices, photovoltaics and nanoparticles for medical diagnostics and treatments. The project will form a Canadian hub for expertise in this rapidly expanding area of electron microscopy, and will strengthen the partner's research, development and product base in Canada.
电子显微镜提供多种材料的原子分辨率图像和信息。最常见的电子显微镜在样品上扫描聚焦电子束并记录电子束与样品相互作用的指标以构建图像。数以千计的此类仪器在全球范围内使用,对于物理和生物科学以及纳米技术应用至关重要。但令人惊讶的是,这些显微镜忽略了有关光束在穿过样品或从样品散射时如何与样品相互作用的大量信息。这是由于当前一代电子探测器的局限性所致。不过,最近,新型像素化探测器的实现打破了这些限制,这些探测器允许以每秒超过 1000 个光束位置的速率记录以前被丢弃的衍射数据。这种新技术被称为扫描电子衍射显微镜,在典型使用情况下,显微镜输出的细节和速度从每天 GB 级变为 TB 级。数据量的千倍增加带来了显着的有效分辨率提高,并为本项目将开发的新表征方法提供了令人兴奋的可能性。然而,信息输出的增加需要开发新的策略来处理、分析、存储和共享这些结果,以实现该技术的最大影响和潜力。该项目将通过将机器学习的力量应用于数据并开发国际通用的计算框架来满足这一需求。这将使从研究和训练网络中汲取的经验教训能够轻松有效地共享、重用和完善。该项目将应用该框架对加拿大材料科学产生新的见解,首先应用于电子设备中的缺陷识别以及表征聚合物和电子束敏感设备,例如用于医疗诊断和治疗的储能设备、光伏和纳米粒子。该项目将在这一快速扩展的电子显微镜领域形成加拿大的专业知识中心,并将加强合作伙伴在加拿大的研究、开发和产品基础。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Blackburn, ArthurAM其他文献

Blackburn, ArthurAM的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

相似国自然基金

Scalable Learning and Optimization: High-dimensional Models and Online Decision-Making Strategies for Big Data Analysis
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    万元
  • 项目类别:
    合作创新研究团队
Understanding structural evolution of galaxies with machine learning
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
煤矿安全人机混合群智感知任务的约束动态多目标Q-learning进化分配
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于领弹失效考量的智能弹药编队短时在线Q-learning协同控制机理
  • 批准号:
    62003314
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
集成上下文张量分解的e-learning资源推荐方法研究
  • 批准号:
    61902016
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
儿童音乐能力发展对语言与社会认知能力及脑发育的影响
  • 批准号:
    31971003
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
具有时序迁移能力的Spiking-Transfer learning (脉冲-迁移学习)方法研究
  • 批准号:
    61806040
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于Deep-learning的三江源区冰川监测动态识别技术研究
  • 批准号:
    51769027
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    38.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
多场景网络学习中基于行为-情感-主题联合建模的学习者兴趣挖掘关键技术研究
  • 批准号:
    61702207
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于异构医学影像数据的深度挖掘技术及中枢神经系统重大疾病的精准预测
  • 批准号:
    61672236
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

ERI: A Machine Learning Framework for Preventing Cracking in Semiconductor Materials
ERI:防止半导体材料破裂的机器学习框架
  • 批准号:
    2347035
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 8.74万
  • 项目类别:
    Standard Grant
An Explanatory Machine Learning Framework for Teacher Effectiveness in STEM Education
STEM 教育中教师效能的解释性机器学习框架
  • 批准号:
    2321191
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 8.74万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Towards Trustworthy Machine Learning via Learning Trustworthy Representations: An Information-Theoretic Framework
职业:通过学习可信表示实现可信机器学习:信息理论框架
  • 批准号:
    2339686
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 8.74万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: From Dirty Data to Fair Prediction: Data Preparation Framework for End-to-End Equitable Machine Learning
职业:从脏数据到公平预测:端到端公平机器学习的数据准备框架
  • 批准号:
    2341055
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 8.74万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
A Machine Learning Framework for Concrete Workability Estimation
用于混凝土和易性评估的机器学习框架
  • 批准号:
    LP220100390
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 8.74万
  • 项目类别:
    Linkage Projects
Assessing the Coordination of Electric Vehicle Adoption on Urban Energy Transition: A Geospatial Machine Learning Framework
评估电动汽车采用对城市能源转型的协调:地理空间机器学习框架
  • 批准号:
    24K20973
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 8.74万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
A Human-Trustable Self-Improving Machine Learning Framework for Rapid Disaster Responses Using Satellite Sensor Imagery
人类可信的自我改进机器学习框架,利用卫星传感器图像快速响应灾难
  • 批准号:
    EP/X027732/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 8.74万
  • 项目类别:
    Research Grant
Creating an All-optical, Mechanobiology-guided, and Machine-learning-powered High-throughput Framework to Elucidate Neural Dynamics
创建全光学、机械生物学引导和机器学习驱动的高通量框架来阐明神经动力学
  • 批准号:
    2308574
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 8.74万
  • 项目类别:
    Standard Grant
BIGDATA: IA: Collaborative Research: Asynchronous Distributed Machine Learning Framework for Multi-Site Collaborative Brain Big Data Mining
BIGDATA:IA:协作研究:用于多站点协作大脑大数据挖掘的异步分布式机器学习框架
  • 批准号:
    2348159
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 8.74万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RII Track-4: NSF: An Integrated Multiphysics Machine Learning Modeling and Experimental Framework for Optimizing Micro-Needle Patches
RII Track-4:NSF:用于优化微针贴片的集成多物理场机器学习建模和实验框架
  • 批准号:
    2229555
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 8.74万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了