Bildanalys av grafen och utveckling av modeller med artificiell intelligens

Viktiga resultat som projektet gav

Projektets ambition var att identifiera skikten av grafen och grafenoxid med hjälp av artificiell intelligens utifrån bilder från ett optiskt mikroskop. AI-modellen fungerar väl med bilderna av grafenoxidflagor, eftersom de har en stor lateral storlek i intervallet 10-30 um. Däremot är storleken på grafenpartiklarna i submikronområdet för liten och svår för AI-modellen att särskilja från substratet.

Långsiktiga effekter som förväntas

Kombinationen av konventionella optiska mikroskop och AI-modeller för att identifiera skikten i grafenrelaterade 2D-material kommer att vara trenden för initial kvalitetskontroll vid volymproduktion i en nära framtid, tack vare dess snabba och lågkostnadsegenskaper. Vi behöver dock fortfarande samla in mer data, särskilt högkvalitativ data, för att träna och färdigställa AI-modellen för kommersiell tillämpning.

Upplägg och genomförande

Genom projektarbetet har vi insett standardiseringens kritiska betydelse. För att säkerställa jämförbara resultat måste samarbetspartner använda identiska specifikationer avseende koncentration, substratmaterial och lösningsmedel för provberedning. Några partner är redan medlemmar i SIS och ISO, vilket ger dem en gedigen förståelse för provberedningsprotokoll. Med deras snabba och omedelbara stöd i leverans och beredning av prover, kommer vi slutligen att kunna generera tillförlitlig data.

Abstract in English

Graphene image analysis and artificial intelligence model development

Key results delivered by the project
The project aimed to identify the layers of graphene and graphene oxide using artificial intelligence based on images from an optical microscope. The AI model performs well with images of graphene oxide flakes, as they have a large lateral size in the range of 10–30 µm. However, the size of the graphene particles, which are in the submicron range, is too small and difficult for the AI model to distinguish from the substrate.

Expected long-term impacts
The combination of conventional optical microscopy and AI models to identify layers in graphene-related 2D materials is expected to become a trend for initial quality control in volume production in the near future, due to its speed and cost-effectiveness. However more data, particularly high-quality data, still needs to be collected to train and finalize the AI model for commercial application.

Project design and implementation
Through the project work, we recognized the critical importance of standardization. To ensure comparable results, collaborating partners must use identical specifications regarding concentration, substrate materials, and solvents for sample preparation. Some partners are already members of SIS and ISO, giving them a solid understanding of sample preparation protocols. With their prompt and direct support in delivering and preparing samples, we will ultimately be able to generate reliable data.

Utlysning:
Samverkan kring kommersiella tillämpningar med grafen – hösten 2023

Projektpartners: Chalmers Industriteknik, Chalmers University of Technology, 2D fab, Graphmatech, Tenutec, Glenntex, LayerOne

Projektledare: Lilei Ye, Chalmers Industriteknik

Projektform: Innovationsprojekt

Bidrag: 760 000 kr

Projektets löptid: April 2024 - September 2025

Relaterade styrkeområden: