Software pro optimalizaci termodynamických podmínek v komoře vzorku EREM

0566800 - ÚPT 2023 RIV CZ cze L4 - Software
Martinů, P. - Macálka, A. - Neděla, Vilém - Tihlaříková, Eva
Software pro optimalizaci termodynamických podmínek v komoře vzorku EREM.
[Software for optimization of thermodynamic conditions in the ESEM sample chamber.]
Interní kód: APL-2022-32 ; 2022
Technické parametry: ThermoDynamic Simulator (TDS) je unikátní software, který byl vyvinut ve spolupráci s ÚPT AV ČR. Jeho primární funkce je optimalizovat termodynamické podmínky a tím udržet pozorovaný vlhký vzorek v nativním stavu v environmentálním rastrovacím elektronovém mikroskopu (EREM). TDS v sobě kombinuje výsledky z CFD analýz s regresní metodou e-SVR (support vector regression). Algoritmus je založen na strojovém učení, a to konkrétně na support vector machine (SVM). Výsledky z CFD byly použity jako trénovací data pro zmíněný algoritmus. TDS vypočítává integrální hodnoty teploty, tlaku a vlhkosti v blízkém okolí vzorku. Přesnost výsledků je zajištěna díky zahrnutí detailní geometrie komory vzorku, tlaku plynů v komoře, saturačním tlaku vodní páry a reálné teplotě na kapce vody se vzorkem. Vizualizace výsledků je formou kontur důležitých fyzikálních veličin, které jsou umístěny ve vertikální ose vzorku. Správná kontura je vybrána pomocí algoritmu strojového učení na základě vstupních parametrů specifikovaných uživatelem.
Ekonomické parametry: Software realizovaný při řešení projektu CZ.01.1.02/0.0/0.0/17_176/0015020 s předpokladem smluvního využití s vědeckým a ekonomickým přínosem i po jeho ukončení dle podmínek Smlouvy o účasti na řešení projektu „High-tech chlazený držák vzorků s integrovanou detekcí elektronů a řídicím softwarem pro optimalizaci termodynamických podmínek v komoře vzorku EREM“ a o využití výsledků výzkumu a vývoje. Ekonomický přínos bude realizován příjemcem projektu, firmou NUM solution s.r.o., IČ: 04199766, DIČ: CZ04199766 se sídlem U Pergamenky 1145/12, 170 00 Praha 7-Holešovice a pobočkou Srbská 2741/53, 612 00 Brno - Královo Pole. Kontakt: doc. Ing. et Ing. Vilém Neděla, Ph.D.
Grant CEP: GA MPO(CZ) EG17_176/0015020
Institucionální podpora: RVO:68081731
Klíčová slova: CFD simulations * ESEM * regression methods * machine learning * thermodynamic conditions * humidity
Obor OECD: Computer hardware and architecture
https://www.numsolution.cz/cs/produkty

TDS software umožňuje predikci termodynamických podmínek (tlak, teplota a vlhkost) v okolí pozorovaného vzorku s ohledem na jeho materiál (biologický, jíl, sklo, polymer a dřevo), typ držáku (destička, mistička) a další nastavení mikroskopu. Výsledky TDS umožní operátorovi EREM nastavit přesné hodnoty teploty, tlaku nebo vlhkosti, dle typu pozorování s cílem ochránit vzorek před nepříznivými vlivy a jeho případném poškození nebo zničení.

TDS software is used for the sophisticated estimation of thermodynamic parameters (pressure, temperature, humidity) in the vicinity of the sample regarding the material (biological, clay, glass, polymer, wood), holder type (plane, bowl) and other microscope settings. The TDS results allow the EREM operator to protect the sample based on set values of temperature, pressure, or humidity, depending on the type of observation.
Trvalý link: https://hdl.handle.net/11104/0338086