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人工智能助力生物分類

[ 來源:中國科學報 | 作者:本站 | 發布時間:2021-06-07 | 瀏覽:217次 ]

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和其他無脊椎動物編入目錄,它們涵蓋了尚未命名的900萬物種的90%。為此,科學家通常要花很長時間在實驗室里對收集到的標本進行分類?,F在,一種名為“多樣性掃描”的新方法可能會幫上忙。

這種方法包括一個機器人,它可以每次從托盤中取出一個昆蟲和其他小生物,并對它們拍攝。然后,一臺計算機使用名為“機器學習”的人工智能,將每個樣本的腿、觸角和其他特征與已知樣本進行比較。

該技術會在圖像中加上一個顏色代碼或熱圖。顏色越暖——比如紅色,計算機程序就越能夠依賴身體某個部位判斷昆蟲的種類。這種熱圖讓研究人員更容易檢查識別,以了解程序的“思考”過程。

然后機器人將每只昆蟲移到一個有96個小孔的盤子里,為這些樣本的DNA測序作準備。由此產生的物種識別序列片段——“DNA條形碼”,與所有已編入目錄的標本數據庫中的圖像相連。

盡管沒有人類專家那樣精準,但這種方法能準確分類91%的昆蟲,設計者在預印本服務器bioRxiv上發表了相關成果。他們指出,隨著更多的樣本被添加到數據庫中,準確性將會提高。

研究人員已經公開了這項技術的軟件和3D打印方案。正如科學家在第二篇預印本論文中描述的那樣,他們簡化了測序步驟和軟件,以便更多國家和組織利用。