facebooktwittergoogle
Nezávislé informace o vědě a výzkumu
facebooktwittergoogle

Monitor kosmické radiace pomáhá odhalovat padělky

18. 3. 2019
Monitor kosmické radiace pomáhá odhalovat padělky

Autentizace uměleckých děl a odhalování falzifikátů je zase o něco jednodušší, a to díky start-upu z českého podnikatelského inkubátoru ESA. Ten využívá senzor založený na monitoru radiace, který v současné době pracuje na družici ESA Proba-V.

„Trh s uměním je džungle. Někdy se říká, že až padesát procent uměleckých předmětů a obrazů jsou falza nebo jsou nesprávně připisovány,“ vysvětluje Josef Uher z české firmy InsightART. Ta je start-upem z podnikatelského inkubátoru ESA v České republice.

Zařízením, které by mohlo do problému vnést světlo, je čip Timepix. Původně byl vyvinutý v rámci projektu Medipix organizace CERN a používaný ve Velkém hadronovém urychlovači. Později byl zabudovaný do přístroje dálkového průzkumu Země na družici, který vyvinul Ústav experimentální a aplikované fyziky při Českém vysokém učení technickém.

Klíčem k pochopení fungování čipu Timepix je způsob, jakým každý jeho pixel zpracovává radiaci a posílá signály nezávisle na dalších pixelech. Tato architektura znamená, že může zobrazovat vysokou úroveň detailů. A také měřit vlnové délky plus směr přilétajících fotonů.

Nástroje využívající totožnou technologii jsou vhodné také pro nedestruktivní testování objektů, jako třeba soch nebo křídel letadel. Stejně tak jsou použitelné i pro pořizování zdravotnických snímků, což jednoho dne může vést k úspěšnější léčbě rakoviny.

Josef Uher physicist and InsightART cofounder node full image 2

Fyzik a spoluzakladatel firmy InsightART Josef Uher (Foto: InsightART)

Odhalování padělků v džungli uměleckého trhu

InsightART využívá kombinaci různých vlastností snímání k prověřování uměleckých děl způsobem, který byl dříve možný jen s pomocí velkých synchrotronů. Těch moc není a navíc jsou silně nedostupné. „S touto technologií můžeme odhalit skryté struktury v malbách. Například změny v obrazu nebo to, že původní malba byla přemalována.“

Standardní rentgenování obrazu může odhalit některé detaily skryté svrchní vrstvou malby. Ovšem s pomocí zařízení založené na senzoru s čipem Timepix může InsightART „exponovat“ každý jednotlivý pigment samostatně. Každému pigmentu pak může být přiřazena barva, což následně pomůže s vizuální analýzou. S pomocí filtrování pak lze zobrazit třeba jen doteky štětce vytvořené jedním pigmentem, jako je například olověná barva.

Odborník na umění následně může analyzovat výstup, aby odhalil případné překryté obrazy a/nebo zdali jsou materiály konzistentní s umělcovým stylem a datem přisuzovaným obrazu.

Také ve vesmíru má Timepix podobně mimořádné výsledky. Původně letěl na palubě demonstrační družice ESA Proba-V v přístroji SATRAM. Zde prokázal jak svoji zobrazovací kvalitu, tak odolnosti proti vlivům extrémní radiace. Jako například té spojené s Jihoatlantickou anomálií, což je slabší místo v zemském magnetickém poli.

Díky tomu se stane jádrem zařízení ESA MIRAM (Miniaturised Radiation Monitor) na budoucích telekomunikačních družicích. Detektory radiace založené na čipech Timepix jsou také už od roku 2012 používané na Mezinárodní kosmické stanici.

„Timepix je v podstatě spektrometr, monitor radiace a kamera,“ vysvětluje Alan Owens, který dříve působil jako manažer průmyslové politiky v ESA. „Je to fantastické zařízení, i když jeho vývoj byl komplikovaný a do vesmíru se poprvé vydalo na družici Proba-V. Ve srovnání s jinými detektory radiace je navíc velmi malý, což z něj dělá ideální zařízení pro vesmír. V budoucnu bude mít mnoho aplikací. Vytvoří třeba základ neutronového detektoru, který nám pomůže odhalit přítomnost vody na dalších vesmírných tělesech“

Proba V satellite node full image 2

Družice Proba-V (Foto: ESA)

Cesta k novému využití

InsightART využívá hardware vyrobený firmou Advacam, který je založený na přístroji využívajícím Timepix vyvinutý pro misi Proba-V. „Takto nějak by měl přenos technologií probíhat. A to od základního výzkumu k aplikovanému výzkumu, následně pak k průmyslovým partnerům,“ vysvětluje Stanislav Pospíšil z Ústavu experimentální a aplikované fyziky ČVUT.

„Podpora ESA byla velmi důležitá. A to nejen v podobě finanční injekce, ale navíc nám umožnila u zařízení úspěšně pracujícího už pět let na družici Proba-V přejít od prototypu k plně operačnímu přístroji.Jsem hrdý na obě tato uplatnění a také na pozemské příležitosti, které vycházejí z původního vývoje,“ dodává Pospíšil.

ESA podpořila vývoj hostováním InsightART v podnikatelském inkubačním středisku ESA BIC Czech Republic (Business Incubation Centre) v Praze. Krom toho Technologické centrum AV ČR, český zprostředkovatel transferů ESA, podpořilo v roce 2016 žádost o financování ze zdrojů Ústavu experimentální a aplikované fyziky ČVUT a Státního ústavu radiační ochrany (SÚRO) pro projekt demonstrace radiační ochrany.

„Tato investice ESA dala vzniknout nástroji, který má všestranné použití a který má potenciál růst k velkému úspěchu,“ uvádí Pavel Habarta z TC AV.

„Díky nové generaci detektorů přicházejících z původního výzkumu a veškerému úsilí nasměrovanému k vývoji pro kosmické aplikace, jsme schopni uskutečnit všechny tato úžasné věci,“ doplňuje Josef Uher z InsightART. „V budoucnu chceme spojit naše rentgenové zobrazování s virtuální realitou, abychom dosáhli snadnějšího a přirozenějšího skenování trojrozměrných objektů. V konečném důsledku to pak může být využíváno i v lékařství – vyžádá si to svůj čas, ale jednoznačně je v aplikaci skrytý velký potenciál.“

 

Zdroj: TC AV ČR

Článek vznikl v angličtině pro portál ESA, v českém překladu byl zveřejněn zde.

 


O síti podnikatelských inkubátorů ESA

Síť dvaceti podnikatelských inkubačních středisek ESA BIC tvoří největší ekosystém na světě pro podporu na kosmické technologie zaměřených začínajících firem. V celé Evropě poskytuje podporu více než 700 začínajícím firmám.

Síť pokrývá více než 60 měst v sedmnácti zemích, přičemž jednotlivá střediska poskytují společně s národními partnery veškerou potřebnou technickou expertízu a podporu obchodního modelu pro začínající firmy. Z nich je nyní více než 300 zařazeno do dvouletého inkubačního podpůrného programu.

Program pro podporu podnikání ESA

Střediska ESA BIC jsou součástí programu ESA BASS (Business Applications and Space Solutions), který spolufinancuje projekty a začínající firmy. Nabízí technickou a obchodní podporu firmám připraveným nabídnout rychlé inovace a získat soukromé investice. Celkově ESA každoročně investuje 400 mil. eur do posílení konkurenceschopnosti evropských a kanadských společností na globálním trhu. A to nejen v oblasti družicové komunikace, ale také v následných aplikacích.

Partneři projektu

Ústav pro experimentální a aplikovanou fyziku je vědecko-akademickou jednotkou Českého vysokého učení technického v Praze, jedné z největších a nejstarších technických univerzit v Evropě. Institut byl založený v roce 2002 jako experimentální útvar ČVUT pro výzkum především v částicové a jaderné fyzice.

Advacam je dceřinou firmou Ústavu pro experimentální a aplikovanou fyziku při ČVUT, a to společně s firmou Radalytica, která vyvíjí další aplikace za použití zařízení založených na čipu Timepix. Jde třeba o detektory na robotických manipulátorech umožňujících nedestruktivní testování nebo vyšetřování tkání malých zvířat jako první krok směrem ke zlepšení léčby rakoviny.

InsightART je dceřinou firmou Advacamu, který využívá hardware vycházející z technologie Timepix a vyráběné právě Advacamem.