Нейросеть, разработанная учеными НИИ биологии ИГУ совместно с облачной платформой Yandex.Cloud, будет самостоятельно анализировать пробы воды из озера Байкал. Определяя и классифицируя содержание в них отдельных микроорганизмов, программа кардинально упростит работу биологов. Работы по созданию нейросетевого алгоритма для мониторинга экосистемы начались в прошлом году.
Методика распознавания данных, которую сейчас применяют в проекте мониторинга «Точка №1», технологически устарела, ученые определяют виды микроорганизмов с использованием классических методов микроскопии. Для этого специалисту необходимо научиться различать более 400 видов фито- и зоопланктона, подготовка такого специалиста занимает более 10 лет непрерывной практики. Для поддержания проекта потребовалось бы несколько десятков специалистов высокого уровня, согласных при этом на выполнение рутинных операций. Для сохранения и развития проекта ученые НИИ биологии ИГУ сформулировали цель – создать интеллектуальную систему цифровой поддержки процесса анализа проб с использованием технологии искусственного интеллекта, которую можно обучить распознаванию микроорганизмов, чтобы автоматизировать основной объем рутинной работы ученых.
Эксперты в области ИИ платформы Yandex.Cloud предложили использовать в проекте облачные вычислительные мощности, а также сервис для ML-разработки DataSphere, который ускоряет разработку моделей искусственного интеллекта, Yandex.Cloud помогла привлечь в проект экспертов по созданию ML-алгоритмов для изучения морских экосистем – компанию Maritime AI.
Максим Тимофеев, директор НИИ биологии ИГУ:
– Новые виды, которые появляются в Байкале, или виды, которые неизвестны науке, машина тоже поможет распознать – она обратит внимание, что появился образ, которого она не знает. А специалист сможет сделать вывод о том, что появился вид, которого не фиксировали ранее или в Байкал проник новый вид и начал распространяться.
Для обучения алгоритмов нейросети были использованы 20 000 изображений проб воды из озера, сделанных под микроскопом. Сейчас такие изображения передаются в облако «Яндекса» автоматически, а алгоритм определяет видовую принадлежность содержащихся в воде рачков, их количество и составляет отчеты. Нейросеть оставит ученым время на научное творчество, на анализ, поиск закономерностей и совершение открытий.
Предполагается, что в будущем мониторить таким образом начнут сразу несколько точек на Байкале. Технологии, задействованные в проекте, обещают постепенно выкладывать в открытый доступ, чтобы ученые по всему миру могли создавать аналогичные системы.
О том, как работает нейросеть, рассказано также в сюжете телекомпании Вести.net. Вы можете увидеть его по ссылке
Справка
Проект «Точка №1» — пример уникальной научной программы в общемировом масштабе. С 1945 года команда ученых из НИИ биологии ИГУ еженедельно и бесперебойно отбирает пробы из Байкала на «пелагической стационарной станции №1» («Точка №1»), расположенной в Южном Байкале, напротив поселка Большие Коты (расстояние 2,7 км от берега, над глубиной 800 м.), затем идентифицирует сотни видов зоо- и фитопланктона под микроскопом и формирует ценную базу данных о показателях состояния экосистемы озера. За 76-летнюю историю программы сменилось несколько поколений ученых, исследующих Байкал, однако не изменились применяемые подходы и методы анализа собранного материала. Такой подход дает неограниченные возможности для сравнения полученных данных за все время наблюдений. К настоящему моменту накоплено свыше 5 миллионов записей, описывающих пелагиаль озера (толща воды, среда обитания планктона). «Точка №1» была внесена в Книгу рекордов России как самый длительный проект регулярного экологического мониторинга в истории науки.
