DeepAngle is a machine learning-based method to determine the contact angles of different phases in the tomography images of porous materials. Measurement of angles in 3--D needs to be done within the surface perpendicular to the angle planes, and it could become inaccurate when dealing with the discretized space of the image voxels. A computationally intensive solution is to correlate and vectorize all surfaces using an adaptable grid, and then measure the angles within the desired planes. On the contrary, the present study provides a rapid and low-cost technique powered by deep learning to estimate the interfacial angles directly from images. DeepAngle is tested on both synthetic and realistic images against the direct measurement technique and found to improve the r-squared by 5 to 16% while lowering the computational cost 20 times. This rapid method is especially applicable for processing large tomography data and time-resolved images, which is computationally intensive. The developed code and the dataset are available at an open repository on GitHub (https://www.github.com/ArashRabbani/DeepAngle).
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X射线微型计算机断层扫描（Micro-CT）已被广泛利用，以在地下多孔岩石中表征孔隙尺度几何形状。使用深度学习的超分辨率（SR）方法的最新进程允许在大型空间尺度上进行数字增强低分辨率（LR）图像，从而创建与高分辨率（HR）地理真理相当的SR图像。这避免了传统的解决方案和视野折衷。出色的问题是使用配对（已注册的）LR和HR数据，这些数据通常需要在此类方法的训练步骤中，但难以获得。在这项工作中，我们严格比较两种不同的最先进的SR深度学习技术，使用两者和未配对数据，具有类似于类似的地面真理数据。第一方法需要配对的图像来训练卷积神经网络（CNN），而第二种方法使用未配对的图像来训练生成的对抗网络（GaN）。使用具有复杂的微孔纹理的微型CT碳酸盐岩样品进行比较两种方法。我们实现了基于图像的各种图像和数值验证和实验验证，以定量评估两种方法的物理精度和敏感性。我们的定量结果表明，未配对GaN方法可以将超分辨率图像重建为精确，如配对的CNN方法，具有可比的训练时间和数据集要求。这将使用未配对的深度学习方法解除微型CT图像增强的新应用;数据处理阶段不再需要图像注册。来自数据存储平台的解耦图像可以更有效地利用用于培训SR数字岩体应用的网络。这为异构多孔介质中的多尺度流模拟各种应用开辟了新的途径。
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X射线微型计算机断层摄影成像中存在固有的视野和分辨率折衷，这限制了多尺寸多孔系统的表征，分析和模型开发。在本文中，我们通过开发3D增强的深层超分辨率（EDSR）卷积神经网络来克服这些权衡来通过来自低分辨率数据的大型空间尺度创建增强的高分辨率数据。配对高分辨率（HR，2 $ \ MU $ M）和低分辨率（LR，6 $ \ MU $ M）来自Bentheimer Rock样本的图像数据用于培训网络。来自训练样本的未见LR和HR数据以及具有不同微结构的另一个样本，用于验证具有各种度量的网络：文本分析，分段行为和孔网络模型（PNM）多相流模拟。经过验证的EDSR网络用于为每个长度为6-7厘米的全核样品生成约1000个高分辨率转速子图像（总图像大小为约6000x6000x32000体素）。每个子培养物都具有从PNMS预测的不同的岩石物理特性，它们组合以创建每个样本的3D连续级模型。在一系列分数流动下模拟低毛细管数不混溶的流动，并直接在1：1的基础上与实验压力和3D饱和度进行比较。 EDSR产生的模型比在存在异质性存在下预测实验行为的基础LR模型更准确，特别是在遇到孔隙尺寸的广泛分布的流动状态下。该模型通常在预测到在实验重复性和三个数量级的实验重复性和相对渗透率内的饱和度准确。所示的工作流程是一个完全预测的，无需校准，并且打开了在真正的多尺度异构系统中的图像，模拟和分析流动的可能性。
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Machine learning (ML) has found broad applicability in quantum information science in topics as diverse as experimental design, state classification, and even studies on quantum foundations. Here, we experimentally realize an approach for defining custom prior distributions that are automatically tuned using ML for use with Bayesian quantum state estimation methods. Previously, researchers have looked to Bayesian quantum state tomography due to its unique advantages like natural uncertainty quantification, the return of reliable estimates under any measurement condition, and minimal mean-squared error. However, practical challenges related to long computation times and conceptual issues concerning how to incorporate prior knowledge most suitably can overshadow these benefits. Using both simulated and experimental measurement results, we demonstrate that ML-defined prior distributions reduce net convergence times and provide a natural way to incorporate both implicit and explicit information directly into the prior distribution. These results constitute a promising path toward practical implementations of Bayesian quantum state tomography.
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相干显微镜技术提供了跨科学和技术领域的材料的无与伦比的多尺度视图，从结构材料到量子设备，从综合电路到生物细胞。在构造更明亮的来源和高速探测器的驱动下，连贯的X射线显微镜方法（如Ptychography）有望彻底改变纳米级材料的特征。但是，相关的数据和计算需求显着增加意味着，常规方法不再足以从高速相干成像实验实时恢复样品图像。在这里，我们演示了一个工作流程，该工作流利用边缘的人工智能和高性能计算，以实现直接从检测器直接从检测器流出的X射线ptychography数据实时反演。拟议的AI支持的工作流程消除了传统的Ptychography施加的采样约束，从而使用比传统方法所需的数据较少的数据级允许低剂量成像。
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大气效应（例如湍流和背景热噪声）抑制了在开关键控自由空间光学通信中使用的相干光的传播。在这里，我们介绍并实验验证了卷积神经网络，以降低后处理中自由空间光学通信的位错误率，而自由空间光学通信的位比基于高级光学器件的现有解决方案明显简单，更便宜。我们的方法由两个神经网络组成，这是第一个确定在热噪声和湍流中存在相干位序列以及第二个解调相干位序列的存在。通过生成连贯的光线，将它们与热灯结合在一起，并通过湍流的水箱将其结合起来，通过生成开关的键入键流，可以通过实验获得我们网络的所有数据，从而获得了模拟的湍流，并将其传递给了最终的光线。高度准确性。我们的卷积神经网络提高了与阈值分类方案相比的检测准确性，并具有与当前解调和误差校正方案集成的能力。
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与分析气相色谱法 - 质谱（GC -MS）数据相关的挑战很多。这些挑战中的许多挑战源于以下事实：电子电离可能使由于高度的分裂程度与分子离子信号的损失而难以恢复分子信息。使用GC-MS数据，通常在密切洗脱峰之间共享许多常见的片段离子，因此需要进行复杂的分析方法。其中一些方法是完全自动化的，但是对数据可以在分析过程中引入伪影的数据做出了一些假设。化学计量方法（例如多元曲线分辨率或平行因子分析）特别有吸引力，因为它们是灵活的，并且对数据的假设相对较少 - 理想情况下会导致伪像较少。这些方法确实需要专家用户干预来确定每个区域的最相关区域和适当数量的组件，即$ k $。需要选择自动化区域，以允许使用高级信号反卷积的色谱数据自动批处理处理。在这里，我们提出了一种新的方法，用于自动化，不靶心的感兴趣的选择区域，该方法是根据平方的比率和第二个单数值分解的比率来解释GC-MS数据中存在的多元信息，以选择感兴趣的区域。在色谱图上移动的窗口。假设第一个奇异值主要解释了信号，而第二个奇异值主要解释了噪声，则可以将这两个值之间的关系解释为Fisher比率的概率分布。通过研究该算法不再挑选已知包含信号的色谱区的浓度来测试算法的灵敏度。
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语言模型既展示了定量的改进，又展示了新的定性功能，随着规模的增加。尽管它们具有潜在的变革性影响，但这些新能力的特征却很差。为了为未来的研究提供信息，为破坏性的新模型能力做准备，并改善社会有害的效果，至关重要的是，我们必须了解目前和近乎未来的能力和语言模型的局限性。为了应对这一挑战，我们介绍了超越模仿游戏基准（Big Bench）。 Big Bench目前由204个任务组成，由132家机构的442位作者贡献。任务主题是多样的，从语言学，儿童发展，数学，常识性推理，生物学，物理学，社会偏见，软件开发等等。 Big-Bench专注于被认为超出当前语言模型的功能的任务。我们评估了OpenAI的GPT型号，Google内部密集变压器体系结构和大型基础上的开关稀疏变压器的行为，跨越了数百万到数十亿个参数。此外，一个人类专家评估者团队执行了所有任务，以提供强大的基准。研究结果包括：模型性能和校准都随规模改善，但绝对的术语（以及与评估者的性能相比）；在模型类中的性能非常相似，尽管带有稀疏性。逐渐和预测的任务通常涉及大量知识或记忆成分，而在临界规模上表现出“突破性”行为的任务通常涉及多个步骤或组成部分或脆性指标；社交偏见通常会随着含糊不清的环境而随着规模而增加，但这可以通过提示来改善。
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敏捷飞行或穿越不规则地形的激进运动会导致激光扫描中的运动失真，从而降低状态估计和映射。存在一些减轻这种效果的方法，但是对于资源受限的移动机器人来说，它们仍然太简单或计算成本高。为此，本文介绍了直接的激光惯性进程（DLIO），这是一种轻巧的激光惯性射击算法，采用新的粗到精细方法来构建连续的时间轨迹进行精确运动校正。我们方法的关键在于构建一组分析方程，这些方程仅通过时间来参数化，从而实现快速和可行的点。此方法之所以可行，仅仅是因为我们新颖的非线性几何观察者具有强大的收敛性能，该观察者提供了可证明正确的状态估计值来初始化敏感的IMU整合步骤。此外，通过同时执行运动校正和前期，并直接将每次扫描注册到地图并绕过扫描到扫描，DLIO的凝结体系结构在计算上的计算效率比当前最新的ART高20％精度提高12％。我们通过多种公共基准和自收集的数据集进行了广泛的测试，证明了DLIO的出色本地化精度，地图质量和较低的计算开销，与四种最先进的算法相比。
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超越地球轨道的人类空间勘探将涉及大量距离和持续时间的任务。为了有效减轻无数空间健康危害，数据和空间健康系统的范式转移是实现地球独立性的，而不是Earth-Reliance所必需的。有希望在生物学和健康的人工智能和机器学习领域的发展可以解决这些需求。我们提出了一个适当的自主和智能精密空间健康系统，可以监控，汇总和评估生物医学状态;分析和预测个性化不良健康结果;适应并响应新累积的数据;并提供对其船员医务人员的个人深度空间机组人员和迭代决策支持的预防性，可操作和及时的见解。在这里，我们介绍了美国国家航空航天局组织的研讨会的建议摘要，以便在太空生物学和健康中未来的人工智能应用。在未来十年，生物监测技术，生物标志科学，航天器硬件，智能软件和简化的数据管理必须成熟，并编织成精确的空间健康系统，以使人类在深空中茁壮成长。
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