ローリー – 研究者らは、微細な海洋化石を分類、操作、識別できるロボットを開発し、実証した。新しいテクノロジーは、重要な役割を果たす退屈なプロセスを自動化します。 私たちの理解を進める 現在と先史時代の世界の海洋と気候について。
「このテクノロジーの利点は、比較的安価な既製のコンポーネントを使用して作られていることです。そして、私たちは設計と人工知能ソフトウェアの両方をオープンソースにしています」と、この研究に関する論文の共著者であるエドガー・ロバトンは述べています。ノースカロライナ州立大学の電気およびコンピュータ工学の准教授。 「私たちの目標は、このツールを広く利用できるようにして、できるだけ多くの研究者が海洋、生物多様性、気候についての理解を進めるために使用できるようにすることです。」
Forabot と呼ばれるこの技術は、ロボット工学と人工知能を使用して有孔虫または有孔虫と呼ばれる生物の遺体を物理的に操作し、それらの遺体を分離、画像化、識別できるようにします。
有孔虫は植物でも動物でもない原生生物であり、100億年以上にわたって私たちの海に生息しています。有孔虫が死ぬと、そのほとんどは幅 XNUMX ミリメートル未満の小さな殻を残します。これらの貝殻は、科学者に有孔虫が生きていた当時の海の特徴についての洞察を与えます。たとえば、さまざまな種類の有孔虫の種は、さまざまな種類の海洋環境で繁栄しており、科学者は化学測定によって、海洋の化学的性質から貝殻が形成されたときの温度まであらゆることを知ることができます。
なぜ必要なのか
しかし、有孔虫の貝殻や化石の評価は面倒で時間がかかります。そのため、エンジニアリングと古海洋学の専門家チームがプロセスを自動化する Forabot を開発しました。
「現時点では、Forabot は 27 つの異なる種類の有孔虫を識別し、XNUMX 時間あたり XNUMX 個の有孔虫を処理できますが、飽きることはなく、飽きることもありません」とロバトン氏は言います。 「これは概念実証のプロトタイプなので、識別できる有孔虫の数をさらに拡大する予定です。また、XNUMX 時間あたりに処理できるフォームの数も改善できると楽観的に考えています。
「また、現時点で、Forabot の有孔虫の識別精度は 79% であり、これはほとんどの訓練を受けた人間よりも優れています。」
「Forabot が最適化されれば、それは貴重な研究機器となり、学生の「フォラボットピッカー」はより高度なスキルの学習に時間を有効に費やすことができるようになります」と、論文の共著者で地質科学教授のトム・マルキット氏は述べています。コロラド大学ボルダー校にて。 「コミュニティから得た分類学的知識を使用してロボットを訓練することにより、研究グループ全体での有孔虫識別の均一性を向上させることもできます。」
Forabot の仕組みは次のとおりです
まず、ユーザーは何百もの有孔虫のサンプルを洗浄し、ふるいにかけなければなりません。これにより、ユーザーには砂のように見えるものが山積みになってしまいます。次に、有孔虫のサンプルは隔離タワーと呼ばれる容器に入れられます。次に、分離タワーの底にある針がサンプルを突き抜けて単一の孔を持ち上げ、吸引によってタワーから取り出されます。吸引により、有孔虫はイメージングタワーと呼ばれる別のコンテナに引き込まれます。イメージングタワーには、有孔虫の複数の画像を撮影する自動高解像度カメラが装備されています。画像が撮影された後、有孔虫は再び針で持ち上げられ、吸引によって拾い上げられ、選別ステーションの適切な容器に入れられます。
「私たちの AI が画像を使用して、その画像がどのタイプの形式であるかを識別し、それに応じて分類できるという考えです」とロバトン氏は言います。
「私たちはオープンソースのジャーナルに出版しており、その論文の補足資料にブループリントと AI ソフトウェアを含めています」とロバトン氏は付け加えます。 「人々がそれを利用してくれることを願っています。私たちの次のステップは、システムが識別できるフォームの種類を拡大し、動作速度の最適化に取り組むことです。」
紙、 "Forabot: 浮遊性有孔虫の自動分離とイメージング」は、オープンアクセスジャーナル「Geochemistry, Geophysics, Geosystems」に掲載されています。この論文の連絡著者は、最近博士号を取得したターナー・リッチモンド氏です。ノースカロライナ州立大学を卒業。この論文はジェレミー・コール博士の共著者です。ノースカロライナ州立大学卒業。そしてノースカロライナ州立大学の学部生、ガブリエラ・ダングラーによるものです。
仕事は終わりました 国立科学財団からの支援を受け、助成番号 1829930 を受けています。
© ノースカロライナ州立大学
ポスト NCSUが開発した新しい化石選別ロボットが気候と海洋の研究を支援 最初に登場した WRAL TechWire.
