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在空间风化的样品中应用计算机视觉算法来自动化太阳粒子轨道分析。 K. Heller 1，J。A。McFadden 1，M。S。T
在空间风化的样品中应用计算机视觉算法来自动化太阳粒子轨道分析。K. Heller 1，J。A. McFadden 1，M。S. Thompson 1。 1地球，大气和行星科学系，普渡大学，西拉斐特，47907年（mcfadde8@purdue.edu）。 简介：暴露于太阳风辐射和其他高能离子流的来源导致在太阳系上无空体表面上土壤的空间风化[1,2]。 尤其是，太阳能耀斑的太阳能颗粒（SEP）对晶粒的辐照，可以将毫米穿透到地表岩石上，从而导致晶粒内部晶体结构损伤的线条。 这些SEP轨道可以通过对透射电子显微镜（TEM）中土壤样品的分析来揭示。 通过TEM图像测得的晶粒中这些SEP轨道的密度可用于基于校准的生产速率生成暴露时间表[3]。 对这些SEP轨道密度的分析可在无气体表面上的太空风化和太阳辐射过程以及雷果石混合和重新加工时间表上产生宝贵的见解。 直到最近，对TEM图像中的SEP轨道的识别和分析主要是手工执行的，这是一种耗时的实践。 但是，机器学习领域（ML）和计算机视觉领域的进步使机器的视觉能力能够通过适当的神经网络设计和培训数据匹配和超越人类的能力[4，5，6]。 这两个模型在结构上是相同的，但在培训数据上却有所不同。A. McFadden 1，M。S. Thompson 1。1地球，大气和行星科学系，普渡大学，西拉斐特，47907年（mcfadde8@purdue.edu）。简介：暴露于太阳风辐射和其他高能离子流的来源导致在太阳系上无空体表面上土壤的空间风化[1,2]。尤其是，太阳能耀斑的太阳能颗粒（SEP）对晶粒的辐照，可以将毫米穿透到地表岩石上，从而导致晶粒内部晶体结构损伤的线条。这些SEP轨道可以通过对透射电子显微镜（TEM）中土壤样品的分析来揭示。通过TEM图像测得的晶粒中这些SEP轨道的密度可用于基于校准的生产速率生成暴露时间表[3]。对这些SEP轨道密度的分析可在无气体表面上的太空风化和太阳辐射过程以及雷果石混合和重新加工时间表上产生宝贵的见解。直到最近，对TEM图像中的SEP轨道的识别和分析主要是手工执行的，这是一种耗时的实践。但是，机器学习领域（ML）和计算机视觉领域的进步使机器的视觉能力能够通过适当的神经网络设计和培训数据匹配和超越人类的能力[4，5，6]。这两个模型在结构上是相同的，但在培训数据上却有所不同。在这里，我们应用这些ML技术来开发一个原型自动化程序，该程序可以自动检测和分析TEM图像中的SEP轨道，从而使未知样本中的SEP轨道更有效，更准确地注释。方法：机器智能程序（“模型”）旨在查找和计算提供的TEM图像中的所有SEP轨道，包括潜在的微弱或“隐形”轨道。由于轨迹而言，由于主要是与背景材料不同的强度线段的线段，该模型旨在识别线性强度差异的区域。两种单独的型号经过训练以提高性能 - 一种在较暗的背景（LOD）上搜索较轻的曲目，而一种搜索较轻的背景（DOL）上的较暗轨道（DOL）。拆分模型的决定在很大程度上旨在改善训练时间和模型性能，因为示例往往由LOD或DOL轨道组成。因此，将模型拆分可改善训练时间并减少处理时间，因为训练集和应用的差异减少为更简单，较小的模型提供了空间。此外，这使该模型可以应用于两种不同类型的扫描TEM（STEM）成像模式：深色场（DF），其中SEP轨道显得比周围的晶体更明亮，而明亮场（BF），其中SEP轨道显得比周围的晶体更暗。由于计算机以抽象的结构可视化数据，分析是按像素度量进行的，而不是与测量相关的
引文 McFadden BR、Rumble JN、Stofer KA 和 Folta KM (2024)，美国公众对农业和医疗领域基因编辑安全性的看法
基因编辑是精确改变或删除 DNA 中几个“字母”的过程，它已经为农业和医学进步做出了贡献，还有更多的应用正在开发中。然而，公众的看法可能会阻碍实施，目前还不清楚美国公众对这两个领域的安全性有何不同。有人认为，在首次引入转基因生物 (GMO) 时缺乏积极的公众对话“对新兴的基因工程科学领域造成了无法弥补的损害”，并且基因编辑在农业和医学领域的持续扩展导致许多人呼吁就该技术进行“广泛的公众对话”（NASEM，2017 年）。这些呼吁背后的原因是希望“避免不合理地抑制创新、污名化新技术或制造贸易壁垒”（Holdren 等人，2019 年）。与此同时，新闻报道引起了人们对医疗用途的关注和恐惧，这可能会导致公众质疑其道德用途，但也为讨论利益和风险提供了机会（Zhang 等人，2021 年）。随着技术的进步，了解并让公众参与有关农业和医学背景下的基因编辑的讨论至关重要。关于一个领域基因编辑安全性的看法可能会为公众提供另一个领域的使用背景。因此，评估公众情绪和接受障碍至关重要。尽管得到了科学界的支持，但公众对在农业中使用相关生物技术的厌恶已有充分记录（Lusk 等人，2005 年）。例如，皮尤研究中心 2014 年对美国成年人和隶属于美国科学促进会 (AAAS) 的研究人员进行的一项调查估计，88% 的 AAAS 成员同意转基因食品可以安全食用，而只有 37% 的成年人同意这一观点 (Funk 等人，2015 年)。可以合理地认为，研究人员和公众的意见之间的差距是由于公众缺乏对表明已获批准的生物技术应用是安全的证据的了解。公众可能没有意识到，4,000 多项基于科学的风险评估已经得出结论，转基因作物不会比传统培育的作物带来更大的风险 (ISAAA，2019 年)，或者美国国家科学、工程和医学院也得出结论，经过 30 年的评估，并没有任何有科学记录的人类安全问题 (NASEM，2016 年)。最近关于公众对农业生物技术使用的看法的研究集中于基因编辑和传统基因改造（转基因）之间的意见差异。这些研究得出的结论是，公众普遍支持农业中的基因编辑，而不是转基因（Kato-Nitta 等人，2019 年；Yang 和 Hobbs，2020 年）。然而，由于公众对用于医学目的的基因编辑有一定的了解，因此公众对基因编辑与转基因技术的接受程度可能有所不同。当美国焦点小组的参与者被问及听到基因编辑这个词时会想到什么时，他们对医学领域的讨论比农业更频繁、更广泛（McFadden 等人，2021a）。中国宣布基因编辑双胞胎后，公众对医学应用的认识有所提高，因为基因编辑的在线搜索量激增（McFadden 等人，2021b）。然而，尚不清楚美国成年人是否认为基因编辑在农业和医学领域之间存在密切联系（Watanabe 等人，2020），我们也不清楚他们的想法在不同领域的潜在用途之间会有何不同。在澳大利亚，受访者支持使用基因编辑。
Rainey, C.、O'Regan, T.、Matthew, J.、Skelton, E.、Woznitza, N.、Chu, K.-Y.、Goodman, S.、McConnell, J.、Hughes, C.、Bond, RR.、Malamateniou, C. 和 McFadden, S. (2022)。英国报告放射技师对人工智能在放射图像解释中的看法——当前观点和未来发展。放射学，28(4)，881-888。https://doi.org/10.1016/j.radi.2022.06.006
a 阿尔斯特大学健康科学学院生命与健康科学学院，Shore Road，纽敦阿比，北爱尔兰 b 放射技师协会与学院，207 Providence Square，Mill Street，伦敦，英国 c 伦敦国王学院生物医学工程与成像科学学院，圣托马斯医院，英国伦敦 d 放射学系，助产学与放射学系，伦敦大学健康科学学院，英国伦敦城市大学，英国伦敦 e 伦敦大学学院医院，英国伦敦布卢姆斯伯里 f 坎特伯雷基督教会大学联合与公共卫生专业学院，英国坎特伯雷 g 牛津大学牛津放射肿瘤研究所肿瘤学系，英国牛津 h 牛津大学医院 NHS FT 丘吉尔医院放射治疗系，英国牛津 i NHS 利兹教学医院，英国利兹 j 阿尔斯特大学计算学院计算、工程与建筑环境学院，纽敦阿比，Shore Road，北爱尔兰