阿贡国家实验室推出 AI 驱动 X 射线显微镜，支持自然语言交互
美国阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）的研究人员近期展示了一种新型智能 X 射线纳米探测光束线系统。该系统将人工智能平台与硬 X 射线纳米探测光束线相结合，允许研究人员通过自然语言指令引导显微镜关注特定区域，从而实现更精细的观察与分析。
该装置隶属于阿贡实验室的 26-ID 硬 X 射线纳米探测光束线，利用紧密聚焦的 X 射线进行纳米尺度成像及目标样本测量。在初步测试中，研究团队仅通过自然语言指令，便成功让显微镜定位了集成电路设备两个区域之间的接口。尽管 Ar 微电子器件仅作为技术演示案例，但这一功能展示了系统在复杂结构分析中的潜力。
阿贡计算科学家马修·切鲁卡拉（Mathew Cherukara）指出，该项目真正的核心成就在于开发下一代由人工智能增强的显微镜，旨在惠及众多科学领域。由于现代 X 射线实验能在数小时的光束时间内生成数百万张图像，传统图形重建和分析往往耗时数小时甚至数天。相比之下，阿贡的人工智能系统能够随着数据的实时到来同步完成图像重建，显著提升了处理效率。
这一进展背景与美国政府推动的科学设施智能化战略密切相关。特朗普政府于 2025 年 11 月启动了“创世纪任务”（Genesis Mission），由能源部领导，旨在探索人工智能在科学研究中的应用。其中，“协同中子和光子科学 - 智能”（SYNAPS-I）项目由阿贡与劳伦斯伯克利国家实验室合作开展，布鲁克黑文国家实验室、SLAC 国家加速器实验室和橡树岭国家实验室也参与其中。
在 X 射线显微镜中集成代理式人工智能是 SYNAPS-I 项目的第二阶段成果。第一阶段主要验证了人工智能缩短图像处理时间的可行性，并于今年 4 月报告取得成功。第二阶段的突破在于引入了对话式人工智能界面，使系统不仅能处理数据收集和分析，还能自动标记额外的感兴趣区域。
阿贡实验室科学家陶周（Tao Zhou）表示，这种交互式聊天界面降低了使用门槛，使得那些希望从 X 射线纳米探测束线科学中受益但不熟悉复杂仪器操作的研究人员也能获取高质量数据。他认为，对于许多用户而言，这一改变具有里程碑意义，让他们无需花费大量时间学习光线组件知识即可开展先进科学研究。
