《NIST新测量旨在推进和验证便携式MRI技术》

  • 来源专题:计量基标准与精密测量
  • 编译者: 李晓萌
  • 发布时间:2023-08-18
  • NIST研究人员Kalina Jordanova和Stephen Ogier使用64毫特斯拉(mT)的磁场强度进行MRI测量,该磁场强度至少是传统MRI扫描仪(例如在医院环境中使用)磁场的20倍。

    磁共振成像(MRI)机器可以清楚地观察身体的非骨部位——大脑、肌肉和韧带等软组织——并检测肿瘤,从而有可能诊断许多疾病和其他疾病。然而,传统MRI机器中强大的磁铁使其价格昂贵且体积庞大,主要局限于医院和其他大型设施。

    作为一种替代解决方案,公司正在开发具有较低强度磁场的新便携式版本。这些新模型可以潜在地扩展MRI的使用方式。例如,低场MRI系统可以部署在救护车和其他移动设备中。它们的成本也可以低得多,有望更广泛地提供MRI,包括在服务不足的社区和发展中国家。

    但是,为了让低场MRI扫描仪充分发挥其潜力,还需要更多的研究来了解低场图像与其所代表的潜在组织特性之间的关系。美国国家标准与技术研究所(NIST)的研究人员一直在多个方面努力推进低场MRI技术,并验证创建弱磁场图像的方法。

    NIST电气工程师Kalina Jordanova说:“组织的磁共振图像因磁场强度而异。”。“对于低场MRI系统,图像的对比度是不同的,所以我们需要知道人体组织在这些低场强度下是如何看待的。”

    为此,研究人员测量了低磁场强度下大脑组织的特性。他们的研究结果发表在《Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine.》期刊上。

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  • 《欧洲计量创新与研究计划(EMPIR)项目开发便携式单光子源以及新的量子测量范式》

    • 编译者:李晓萌
    • 发布时间:2024-07-06
    • 创造单光子源的能力将大大推进目前正在开发的许多基于量子的技术,如量子计算、量子通信以及增强的成像和传感技术。然而,生产按需发射一个光子并具有可调节重复性的光源并不是一项简单的任务。 欧洲计量研究计划(EMRP和EMPIR)内的项目支持应对这一挑战。 EMRP量子技术单光子源项目(EXL02,SIQUTE)首次基于钻石中的氮价中心对单光子源进行了全面的计量表征。 在此基础上,作为新量子标准的EMPIR项目单光子源(17FUN06,SIQUST)开发了一套新的金刚石单光子发射器,包括注入锡(Sn)、铅(Pb)、硅(Si)和锗(Ge)等离子的发射器。还研究了单光子量子点,包括有史以来第一个基于砷化铟镓(InGaAs)的量子点,用于校准单光子探测器。根据这项工作,该项目开发了两种便携式单光子源,除了用于校准外,还可以用于量子密钥分布测试床。 一种新的量子防护测量方法 除了第一个表征单光子源的标准化技术以及如何提供常见的不确定性估计程序外,该项目还首次实现了一种新的量子测量范式,该范式有可能在量子领域产生巨大影响。 在量子水平上,光子可以以一种以上状态的“叠加”形式存在。测量光子会导致这种“相干性”崩溃为一种或另一种状态。换句话说,测量量子系统会影响系统的结果。结果是,有必要检测统计上显著数量的光子,以获得感兴趣的测量可观测值的忠实估计。 新方法利用了一种称为量子齐诺效应的现象。这预测,如果一系列重复的测量足够快速和平滑,那么这将保持叠加,而不是使其崩溃。 在新的量子“保护性测量”范式中,单个偏振光子被“制备”并通过一系列仪器发送,如双折射晶体和偏振板。光子与每个光子的相互作用较弱,经历了一个“相互作用-干涉-选择”过程。如果它存活下来,它就会作为一个新的“准备好的”相干光子出现。由于已知幸存光子的特性(例如偏振),这起到了间接可观察到的作用,在没有直接测量的情况下提供光子状态的信息,并且简单地利用其在x/y平面中的位置信息提供状态的“指针”。 理论上,光子可以被发送通过无限多个这样的“选择”阶段,从而获得每个阶段的状态信息。 这是保护性测量的首次实现,证明了其保持系统状态相干性的能力,同时从单光子测量事件中提取可观测值的期望值。 尽管新范式仅处于原理验证阶段,但这项工作为其在量子计量和传感中的应用铺平了道路。 此外,该项目发表了46篇开放获取文章,在121次会议上发表,并提供了9个培训课程。 量子计量的单光子和纠缠光子源项目(20FUN05,SEQUEM)的工作仍在继续,该项目专注于单光子水平测量所需的协议和仪器。 这些EURAMET项目的工作预计将加强欧洲在量子技术领域的地位,促进密码学、通信、天文学和健康等领域的新发展,并有助于改进国际单位制光坎德拉的实践。 该EMPIR项目由欧盟地平线2020研究和创新计划和EMPIR参与国共同资助。 EMRP联合研究项目是EURAMET欧洲计量研究计划的一部分。EMRP由EURAMET内的EMRP参与国和欧盟共同资助。
  • 《美国国家标准与技术研究院(NIST)推出人工智能风险和影响评估项目(ARIA),旨在促进人工智能先进社会技术测试与评估》

    • 编译者:李晓萌
    • 发布时间:2024-07-06
    • 近日,美国国家标准与技术研究院(NIST)正在启动一项新的测试、评估、验证和验证(TEVV)计划,旨在帮助提高对人工智能能力和影响的理解。 评估人工智能的风险和影响(ARIA)旨在帮助组织和个人确定给定的人工智能技术在部署后是否有效、可靠、安全、可靠、私有和公平。该项目是在NIST最近几次宣布关于值得信赖的人工智能的行政命令180天以及美国人工智能安全研究所公布其战略愿景和国际安全网络后不久推出的。 美国商务部长吉娜·雷蒙多表示:“为了充分了解人工智能正在并将对我们的社会产生的影响,我们需要测试人工智能在现实场景中的功能——这正是我们在这个项目中所做的。”。“有了ARIA计划,以及支持商务部根据拜登总统的人工智能行政命令承担责任的其他努力,NIST和美国人工智能安全研究所在降低人工智能的风险和最大化人工智能的利益方面正在竭尽全力。” 负责标准与技术的商务部副部长兼NIST主任Laurie E.Locascio表示:“ARIA计划旨在满足人工智能技术使用增长带来的现实需求。”。“这项新工作将支持美国人工智能安全研究所,扩大NIST与研究界已经广泛的接触,并有助于建立在现实世界中测试和评估人工智能功能的可靠方法。” ARIA扩展了NIST于2023年1月发布的人工智能风险管理框架,并有助于实施该框架的风险测量功能,该功能建议使用定量和定性技术来分析和监测人工智能风险和影响。ARIA将通过开发一套新的方法和指标来量化系统在社会环境中保持安全功能的程度,从而帮助评估这些风险和影响。 NIST信息技术实验室ARIA项目负责人Reva Schwartz表示:“衡量影响不仅仅是模型在实验室环境中的功能。”。“ARIA将在模型之外考虑人工智能,并在上下文中评估系统,包括人们在日常使用的现实环境中与人工智能技术互动时会发生什么。这将对这些技术的净影响提供更广泛、更全面的看法。” ARIA的结果将支持和告知NIST的集体努力,包括通过美国人工智能安全研究所,为安全、可靠和值得信赖的人工智能系统奠定基础。