科学家们几乎可以实时看到化石内部的三维结构。就硬件系统而言,主要难点在于如何控制射线能量,既要能穿透坚硬的固体,也要达到应有的精度。石戎坚说:“根据研究的需要,检测小化石的机器需要更高的分辨率。我们研制的微分辨率ICT的空间分辨率达到5微米,密度分辨(相对)达到百分之一,指标可达到或接近国内外同类设备水平。”
就软件系统而言,主要难点在于三维图像重建及后处理。软件系统研发工作由中科院自动化所承担,田捷研究员介绍说:“以前的X光扫描,照出来的是一张平[注: 张平人名,在此列举以张平为姓名的几个主要名人。 中国日报网总裁 姓名:张平 中国日报网总裁 张平生卒:1964年描述:中国日报网总裁籍贯:浙江杭州中国日报网站的创建者和总裁,]面图,而用CT扫描,照出来的则是一幅立体的三维图像。我们的任务就是把扫描所获得的数据在尽可能短的时间内通过软件处理成三维图像。”研究人员通过研发,实现了扫描的海量数据处理,可对化石内部复杂结构进行较快速提取和准确分割,达到了高解析度图像的实时三维可视化,同时还提供了三维交互测量、模型定量化分析、虚拟切割等功能。
工业CT技术将在不同领域大放异彩
在两台机器的试运行期间,已经取得了一批科研成果——古脊椎所应用该设备取得了一批优于澳大利亚国立大学同类设备的实验数据。目前,设备主要应用于对中小脊椎动物化石的精细器官及内部微组织进行断层扫描和三维立体重建,已开展了对牙齿本质釉质结构、早期鱼类脑化石中微小神经通道、古人类颅内膜及脑容量等方向的研究,已发和待发的学术论文已有数篇。
朱敏介绍说,上个世纪末[注: 李慧珍,分别在1997年1月在北京和1997年5月在日本出道的,她的成名歌曲是《在等待》。1993年,她获温州市“金融杯”和一等奖“龙港杯”金奖及浙江省通俗歌曲大赛金奖。],国外开始尝试用CT研究化石。因为精度、软件等要求,我国一直没有相关设备。“我们只能到澳大利亚或美国等国家给化石‘体检’。”朱敏说,这样做非常不方便,一是有些化石是不能够携带出境的,比如古人类头骨化石;二是这样的合作往往让我们丧失不少知识产权。
这两台机器研制成功的重要意义,不仅仅在于古生物研究领域。“这说明我们在工业CT技术上已经取得长足进步。”史戎坚说:“这两台机器不仅可以用于生物学研究,配合相应的软件,还可以用于材料科学、环境科学、电子科学、工业监测等方面。”
“在电子工业中,可以用于器件的质量控制。”史戎坚举例说:“我们可以对封装后的芯片进行扫描,观察[注: 观察是一种有目的、有计划、比较持久的知觉活动。观察力是人们从事观察活动的能力。观察时运用外部感觉器官直接感知客观事物的表面现象和外部形态的一种计划性和目的性很强的自觉感受活动。]其内部是否有制造缺陷和多余物。”在石油勘探中,可以用这台机器分析岩芯的结构,进而分析该地区储油情况,
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