В Новосибирском государственном университете и Институте катализа СО РАН создают приложение для автоматической обработки данных рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) — метода, который позволяет «фотографировать» атомный состав поверхности материалов. Разработка не имеет аналогов в мире и позволит ученым анализировать спектры в сотни раз быстрее, чем при ручной обработке, при этом не требуя навыков программирования.
«Задача автоматизации анализа данных РФЭС крайне актуальна, особенно в свете запуска ЦКП “Сибирский кольцевой источник фотонов” (СКИФ). Когда соответствующая станция выйдет на полную мощность, объемы получаемых данных возрастут в разы и традиционные методы обработки просто не справятся с таким потоком информации. Наше приложение позволит ученым не тратить драгоценное экспериментальное время на рутинный анализ, а сосредоточиться на интерпретации результатов и постановке новых экспериментов», — отметила научный руководитель проекта Анна Нартова.
Основу приложения составляет специально разработанная глубокая нейронная сеть, способная анализировать спектр всего за одну секунду — в то время как при ручной обработке на это требуется не менее 10 минут.
«Наша система не просто ускоряет обработку, но и обеспечивает стабильно высокое качество анализа. Нейросеть сначала идентифицирует пики и их области, а затем уже применяются классические алгоритмы обработки, знакомые исследователям по стандартным программным продуктам», — дополнила Анна Нартова.
Разработчики уже провели успешные испытания: выпускник НГУ Артем Вахрушев, автор дипломного проекта, с помощью нового метода обработал сотню спектров всего за полчаса — работа, которая вручную заняла бы несколько дней.
Приложение отличается удобным графическим интерфейсом, доступным даже для пользователей без навыков программирования. Летом 2025 года прошло бета-тестирование с участием ведущих экспертов в области РФЭС, и сейчас команда дорабатывает приложение с учетом их рекомендаций.
Приложение с открытым исходным кодом уже доступно на GitHub: https://github.com/vahahahart/XPS-AI.
Нейросеть разрабатывается при поддержке программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»).
