Benchmarking Robust AI for Microrobot Detection with Ultrasound Imaging
Notice bibliographique
Résumé
Microrobots are emerging as transformative tools in minimally invasive medicine, with applications in non-invasive therapy, real-time diagnosis, and targeted drug delivery. Effective use of these systems critically depends on accurate detection and tracking of microrobots within the body. Among commonly used imaging modalities, including MRI, CT, and optical imaging, ultrasound (US) offers an advantageous balance of portability, low cost, non-ionizing safety, and high temporal resolution, making it particularly suitable for real-time microrobot monitoring. This study reviews current detection strategies and presents a comparative evaluation of six advanced AI-based multi-object detectors, including ConvNeXt, Res2NeXt-101, ResNeSt-269, U-Net, and the latest YOLO variants (v11, v12), being applied to microrobot detection in US imaging. Performance is assessed using standard metrics (AP50–95, precision, recall, F1-score) and robustness to four visual perturbations: blur, brightness variation, occlusion, and speckle noise. Additionally, feature-level sensitivity analyses are conducted to identify the contributions of different visual cues. Computational efficiency is also measured to assess suitability for real-time deployment. Results show that ResNeSt-269 achieved the highest detection accuracy, followed by Res2NeXt-101 and ConvNeXt, while YOLO-based detectors provided superior computational efficiency. These findings offer actionable insights for developing robust and efficient microrobot tracking systems with strong potential in diagnostic and therapeutic healthcare applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».