РОЛИ – Исследователи разработали и продемонстрировали робота, способного сортировать, манипулировать и идентифицировать микроскопические морские окаменелости. Новая технология автоматизирует утомительный процесс, который играет ключевую роль в продвигая наше понимание мирового океана и климата – как сегодня, так и в доисторическом прошлом.
«Прелесть этой технологии в том, что она создается с использованием относительно недорогих готовых компонентов, и мы делаем как проекты, так и программное обеспечение искусственного интеллекта открытым исходным кодом», — говорит Эдгар Лобатон, соавтор статьи об этой работе. и доцент кафедры электротехники и вычислительной техники в Университете штата Северная Каролина. «Наша цель — сделать этот инструмент широко доступным, чтобы его могло использовать как можно больше исследователей для улучшения нашего понимания океанов, биоразнообразия и климата».
Технология под названием Forabot использует робототехнику и искусственный интеллект для физического манипулирования останками организмов, называемых фораминиферами, или форами, чтобы эти останки можно было изолировать, визуализировать и идентифицировать.
Форамы — это протисты, а не растения и не животные, и они распространены в наших океанах уже более 100 миллионов лет. Когда форамы отмирают, они оставляют после себя крошечные раковины, ширина большинства из которых составляет менее миллиметра. Эти раковины дают ученым представление о характеристиках океанов в том виде, в котором они существовали, когда форумы были живы. Например, разные виды форамов процветают в разных океанических средах, а химические измерения могут рассказать ученым обо всем: от химического состава океана до его температуры во время формирования раковины.
Исследования NCSU могут означать более быстрые микрочипы и приложения для квантовых вычислений
Зачем это нужно
Однако оценка раковин и окаменелостей является утомительным и трудоемким процессом. Именно поэтому команда инженеров и экспертов по палеоокеанографии разработала Форабот для автоматизации этого процесса.
«На данный момент Форабот способен идентифицировать шесть различных типов форматов и обрабатывать 27 форматов в час, но ему никогда не становится скучно и он никогда не устает», — говорит Лобатон. «Это прототип, подтверждающий концепцию, поэтому мы будем расширять количество видов форамов, которые он сможет идентифицировать. И мы надеемся, что сможем увеличить количество форматов, которые он может обрабатывать в час.
«Кроме того, на данный момент Форабот имеет точность определения форумов 79%, что лучше, чем у большинства обученных людей».
«Как только Форабот будет оптимизирован, он станет ценным исследовательским оборудованием, позволяющим студентам, «выбирающим форумы», лучше тратить свое время на изучение более продвинутых навыков», — говорит Том Марчитто, соавтор статьи и профессор геологических наук. в Университете Колорадо, Боулдер. «Используя таксономические знания, полученные от сообщества, для обучения робота, мы также можем улучшить единообразие идентификации форумов среди исследовательских групп».
Вот как работает Форабот
Сначала пользователям приходится промывать и просеивать образцы из сотен форм. В результате у пользователей остается куча чего-то похожего на песок. Затем образец форамов помещается в контейнер, называемый изоляционной башней. Игла в нижней части изолирующей башни затем выступает вверх через образец, поднимая одно отверстие вверх, где оно удаляется из башни посредством всасывания. Всасывание перетягивает отверстие в отдельный контейнер, называемый башней визуализации, который оснащен автоматизированной камерой высокого разрешения, которая делает несколько изображений отверстия. После того, как изображения сделаны, отверстие снова поднимается иглой до тех пор, пока его нельзя будет забрать с помощью всасывания и поместить в соответствующий контейнер на сортировочной станции.
«Идея состоит в том, что наш ИИ может использовать изображения, чтобы определить, какой это тип форума, и соответствующим образом отсортировать его», — говорит Лобатон.
«Мы публикуем информацию в журнале с открытым исходным кодом и включаем чертежи и программное обеспечение искусственного интеллекта в дополнительные материалы к этой статье», — добавляет Лобатон. «Надеюсь, люди этим воспользуются. Следующим шагом для нас является расширение типов форумов, которые может идентифицировать система, и работа над оптимизацией скорости работы».
«Леса-призраки»: исследователи NCSU предупреждают, что подъем моря топит больше деревьев
Бумага, "Forabot: автоматизированное выделение и визуализация планктических фораминифер», опубликовано в журнале открытого доступа «Геохимия, геофизика, геосистемы». Соответствующим автором статьи является Тернер Ричмонд, недавний доктор философии. выпускник штата Северная Каролина. Соавтором статьи является Джереми Коул, доктор философии. выпускник штата Северная Каролина; и Габриэлла Данглер, студентка Университета штата Северная Каролина.
Ассоциация работа была сделана при поддержке Национального научного фонда по гранту № 1829930.
© Государственный университет Северной Каролины
сообщение Новые роботы для сортировки окаменелостей, разработанные NCSU, помогут исследованиям климата и океана впервые появился на WRAL TechWire.
