Robotai surūšiuoti klimato kaitos fosilijas Šiaurės Karolinos valstybinis universitetas Kolorado Boulderas

$config[ads_kvadrat] not found

Linas Adomaitis - Vandenynai (iš namų)

Linas Adomaitis - Vandenynai (iš namų)
Anonim

Įsivaizduokite, kad yra dešimties skirtingų tipų kriauklių, kurių kiekvienas yra smėlio grūdo dydis, sumaišytas priešais jūsų dubenį. Norite rasti kiekvieno tipo apvalkalo tipą - ką daryti?

Dėl paleokeanografų, studijuojančių vandenynų istoriją, šis juokingas klausimas yra didelis jų mokslinių tyrimų gabalas. 60 metų jie žiūri į mišinį mikroskopu ir naudojo teptuką, kad vienas po kito surūšiuotų lukštus. Tačiau mokslininkų grupė siekia automatizuoti procesą ir atlaisvinti paleokeanografus, kad praleistų daugiau laiko, analizuodami mikroskopinius apvalkalus, vadinamus foraminifera, kurie gali išaiškinti vandenyno vaidmenį klimato kaitoje.

Ritayan Mitra, Kolorado universiteto geologas Ritayan Mitra, lankydamasis žmona paleokeanografijos laboratorijoje, buvo pasibaisėjęs, kaip rimtai rūšiuoti foraminiferą ranka. Kadangi rūšys sąveikauja su šviesa skirtingais būdais, ji ne tik dulkėjo juos rankomis, bet ir nuolat perėjo į savo mikroskopą šviesos šaltinį, kad išsiskirtų kriauklės. Mitra sukūrė prototipą, apšvietus šviesos diodų žiedą, kuris galėtų būti automatiškai reguliuojamas, kad būtų užtikrintas skirtingas šviesos kampas. Galų gale jis pateko į savo robotų sugebėjimų pabaigą.

„Aš ne robotų vaikinas, nei aš esu okeanografijos vaikinas, aš tik mačiau problemą ir norėjau rasti sprendimą“, - sako jis. Norint išspręsti problemą, jam reikia abiejų.

Taigi jis kreipėsi į Šiaurės Karolinos valstijos universiteto elektros inžinierių Edgar Lobatoną, kur tuo metu buvo Mitra. Mokslininkai bandė ir nepavyko automatizuoti mažų kriauklių rūšiavimo. „Lobaton“ iškėlė iššūkį, rašydama dotacijas, kurios sudarytų sąlygas šiam daugiadisciplininiam bendradarbiavimui. Vietoj to, kad stengtųsi gauti kompiuterį, kad būtų atpažinti visi galimi visų foraminiferos rūšių vaizdai (tai, ką žmonės praeityje bandė su nerviniais tinklais), jo komanda ketina mokyti kompiuterį tik atpažinti pusę dešimties foraminiferos rūšių reguliariai tyrimams. (Tai sumažins skaičiavimo apkrovą.)

„Lobaton“ taip pat turi slaptą ginklą dėl projekto „Mitra - Tom Marchitto“, „Colorado-Boulder“ universiteto paleokeanografo. Kai Lobatonas ir jo laboratorija pirmą kartą rugpjūčio pradžioje lankysis Marchitto, jiems bus suteiktas avarijos kursas paleokeanografijoje. „Kartu žiūrėsime į foraminiferą“, - sako Marchitto. Šiame procese jis tikisi perduoti kai kurias žinias apie tai, kaip žmonės priima sprendimus dėl to, kokios kriauklės yra kokios rūšys. Iš to Marchitto sako: „Tikimės, kad šiuos sprendimus galime perkelti į dirbtinio intelekto tipo tinklą, kuris gali tai padaryti automatiškai.“

Šiuo metu paleokeanografai išleidžia daug laiko savo rūšiavimo mėginiams. Kadangi rūšys teikia pirmenybę skirtingoms maistinėms medžiagoms ir temperatūrai, kai kurie jų duomenys apie senovės vandenynų sąlygas kilo iš skirtingų laikų skirtingų rūšių proporcijų. Jei rūšiavimas yra automatizuotas, šie duomenys būtų renkami eksponentiškai greičiau nei dabar. Taip pat mokslininkai galėtų ištirti iškastinių lukštų cheminę sudėtį. Foraminiferos buvo aptiktos per vandenynus milijonus metų, todėl jų chemijos pokyčiai laikui bėgant yra langas į praeitą vandenyno klimatą.

Pirmas žingsnis mokslo darbuotojams per ateinančius dvejus metus yra identifikavimo programinės įrangos kūrimas. Jei tai vyksta gerai, „Lobaton“ turi planus robotų ginklams, kurie iš tikrųjų gali išspręsti rūšis. Kompiuterio mokymas, kad rastumėte norimą mikroskopinę iškastinę medžiagą mikroskopinių iškastų krūvoje, yra neįmanoma skambėti. Bet jei jie gali pavykti, galėtume pažvelgti į informacijos apie senovinius vandenynus, kaip mes niekada nebuvo matę, bangą. Ir mikroskopinėms iškastinėms lukštėms tai gana kietas.

$config[ads_kvadrat] not found