Maschinelles Lernen für die Mikroskopie

Zeiss stellt erstmals eine neue Funktionalität für maschinelles Lernen vor: Zeiss Zen Intellesis. Wissenschaftler können damit anspruchsvolle Analysen ihrer Proben für die verschiedensten Mikroskopieverfahren durchführen. Die erste algorithmische Lösung der Zeiss-Zen-Intellesis-Plattform ermöglicht eine integrierte und leistungsstarke Segmentierung mikroskopischer 2D- und 3D-Datensätze für den Routineanwender. Zeiss-Zen-Intellesis-Software ist für alle Licht-, Konfokal-, Röntgen-, Elektronen- und Ionenmikroskope von Zeiss erhältlich.

„Wir wollen unseren Kunden im Zuge der Digitalisierung rasch neue Lösungen anbieten“, erklärt Dr. Markus Weber, Geschäftsführer der Carl Zeiss Microscopy GmbH. „Zeiss Zen Intellesis ist ein wichtiger erster Schritt auf dem Weg zu diesem Ziel“. Durch neuartige Funktionalitäten für die eigenen Mikroskopiesysteme, wie zum Beispiel maschinelles Lernen, vollziehe man einen wichtigen Wandel für Kunden in Industrie und Wissenschaft. Ab sofort könnten diese großen Mengen an Bildgebungsdaten aus verschiedensten bildgebenden Verfahren zentral verwalten und bearbeiten. Damit seien sie in der Lage auf einfache und praktische Weise skalierbare, quantitative Erkenntnisse gewinnen.

Anwender von Zeiss Mikroskopen können mit Zeiss Zen Intellesis gezielt maschinelles Lernen für Zeiss Bilddatensätze sowie alle sonstigen Aufnahmen nutzen, die von Zeiss-Zen-Software gelesen werden können. Der jeweilige trainierte Klassifikator wird anschließend auf große, multidimensionale Datasätze angewendet. Das ermöglicht es, mehrere räumlich aufgegliederte Datensätze, die im Rahmen der korrelativen Mikroskopie sowie mithilfe klassischer Bildanalysetools gewonnen wurden, während der Klassifizierung parallel zu verwenden. Zeiss Zen Intellesis kann auch für 6D-Datensätze, einschließlich mehrkanaliger 3D-Bildstapel oder Kachelaufnahmen, verwendet werden.

Beispielsweise könnte ein Geologe das mineralogische Vorkommen von Schwefelwasserstoff mithilfe bildgebender Verfahren untersuchen, die sowohl Koaxiallicht als auch rückgestreute Elektronen nutzen. Diese Verfahren werden zunächst räumlich eingegrenzt, bevor ein Klassifikator trainiert wird, der beide Datensätze gleichzeitig bearbeitet. Der trainierte Klassifikator lässt sich dann rasch für große Bereiche eines geologisch heterogenen Untergrundes anwenden. So können Geologen mit quantitativer, korrelativer Mikroskopie großflächig mineralogisch analysieren.

Neben der geologischen Forschung, die auch die Öl- und Bergbauindustrie beinhaltet, sind derzeit laut Zeiss auch Anwendungen für die Bereiche Lebenswissenschaften, Werkstoffkunde, Metallforschung, Fertigung und Montage sowie die Routinemikroskopie im Labor in der Entwicklung. Zeiss Zen Intellesis eröffnet mit einer Reihe korrelativer Workflows einem größeren Publikum aus Wissenschaftlern ganz neue Imaging-Lösungen. (ig)