AI单颗粒精准溯源
背景介绍
智能扫描电镜环境颗粒物分析系统（IntelliSEM EPAS），通过软、硬件的深度融合，实现对电子显微镜和能谱（SEM-EDS）的自动控制和颗粒物的智能识别，快速获取大量单颗粒的细节形貌和化学组分数据（数千个颗粒/小时）。
每个颗粒物样品可分析数千个颗粒，每个颗粒均包含数十个多维度信息（高清照片、形貌参数、粒径参数及元素组分），有效数据量比传统方法高4-5个数量级，真正实现颗粒物信息的精细化和大数据化。其中颗粒物形貌信息，为传统颗粒物分析方法无法获取的。
利用大数据机器学习方法，对不同单颗粒源谱进行系统学习，建立学习模型，进而对环境颗粒物的具体来源进行精细化解析，获得特定污染源或者具体企业对环境颗粒物的精准贡献。
赵普生研究员团队与南开大学等多家机构合作，全新开发建立了“基于大数据AI的单颗粒精细溯源技术”，其中包括“基于扫描电镜能谱分析的人工智能单颗粒来源解析方法”，“基于形貌、粒径、成分的大气单颗粒来源识别方法”，“基于智能扫描电镜技术的单颗粒物源谱建立方法”等系统技术体系。
图 全新开发的单颗粒溯源机器学习模型
方案优势
基于源谱AI机器学习的单颗粒精准溯源技术主要优势如下：
海量单颗粒分析结果，真正实现大数据AI来源判别；
对每个颗粒进行精准溯源，给出特定企业的准确贡献；
单张采样膜即可进行来源判别分析；
全面将单颗粒形貌及粒径信息纳入源解析过程；
对共线相似性源类进行有效区分；
给出任意粒径区段精细化来源解析结果。
本技术可满足多场景下的颗粒物来源解析需求，提供不同尺度和条件下的精准源识别方案，主要包括：
1)国控点及周边颗粒物精准溯源；
2)城市多功能组网或网格化重点区域颗粒物来源判别；
3)企业不同工艺及环节定量计算及清单构建；
4)工业企业颗粒物排放影响评估及综合管控；
5)城市交通源排放特征及不同类型颗粒溯源。
应用案例
2022年开始与相关政府机构和企事业单位密切合作，在全国七十余个城市开展了大气单颗粒样品采集及智能扫描电镜分析工作，并进一步提供了各城市的精细化单颗粒来源解析服务产品和分析报告。
图 IntelliSEM-EPAS单颗粒来源解析服务地区
成果产出
基于相关工作，撰写及参与发表科研论文十余篇，发表于环境科学顶级期刊《Environmental Science & Technology》和《Environmental Science & Technology Letters》等
团队发表论文
此外，依托基于以上工作，共申报（及获批）国家发明专利（及实用新型专利）十余项。
团队申请专利（部分）
