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多樣性掃描 人工智能助力生物分類(lèi)

2021-06-07 14:22:12來(lái)源: 中國(guó)科學(xué)報(bào)  

隨著全球生物多樣性的減少,研究人員正急切地將所有的昆蟲(chóng)和其他無(wú)脊椎動(dòng)物編入目錄,它們涵蓋了尚未命名的900萬(wàn)物種的90%。為此,科學(xué)家通常要花很長(zhǎng)時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室里對(duì)收集到的標(biāo)本進(jìn)行分類(lèi)。現(xiàn)在,一種名為“多樣性掃描”的新方法可能會(huì)幫上忙。

這種方法包括一個(gè)機(jī)器人,它可以每次從托盤(pán)中取出一個(gè)昆蟲(chóng)和其他小生物,并對(duì)它們拍攝。然后,一臺(tái)計(jì)算機(jī)使用名為“機(jī)器學(xué)習(xí)”的人工智能,將每個(gè)樣本的腿、觸角和其他特征與已知樣本進(jìn)行比較。

該技術(shù)會(huì)在圖像中加上一個(gè)顏色代碼或熱圖。顏色越暖——比如紅色,計(jì)算機(jī)程序就越能夠依賴(lài)身體某個(gè)部位判斷昆蟲(chóng)的種類(lèi)。這種熱圖讓研究人員更容易檢查識(shí)別,以了解程序的“思考”過(guò)程。

然后機(jī)器人將每只昆蟲(chóng)移到一個(gè)有96個(gè)小孔的盤(pán)子里,為這些樣本的DNA測(cè)序作準(zhǔn)備。由此產(chǎn)生的物種識(shí)別序列片段——“DNA條形碼”,與所有已編入目錄的標(biāo)本數(shù)據(jù)庫(kù)中的圖像相連。

盡管沒(méi)有人類(lèi)專(zhuān)家那樣精準(zhǔn),但這種方法能準(zhǔn)確分類(lèi)91%的昆蟲(chóng),設(shè)計(jì)者在預(yù)印本服務(wù)器bioRxiv上發(fā)表了相關(guān)成果。他們指出,隨著更多的樣本被添加到數(shù)據(jù)庫(kù)中,準(zhǔn)確性將會(huì)提高。

研究人員已經(jīng)公開(kāi)了這項(xiàng)技術(shù)的軟件和3D打印方案。正如科學(xué)家在第二篇預(yù)印本論文中描述的那樣,他們簡(jiǎn)化了測(cè)序步驟和軟件,以便更多國(guó)家和組織利用。(文樂(lè)樂(lè))

責(zé)任編輯:hnmd003

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