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編者按
Algae-Hub藻類人工智能分析儀
以藻類為對象,整合人工智能、5G通訊、精密制造、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等技術(shù),集成了樣品快速掃描、信息數(shù)字化、物種鑒定、計數(shù)統(tǒng)計等多種功能,可為高等院校、科研院所、水務(wù)集團(tuán)等部門和環(huán)境監(jiān)測、水文監(jiān)測、海洋監(jiān)測、水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域提供藻類自動檢測和數(shù)據(jù)分析的整體解決方案。
人工智能遇見藻類監(jiān)測
物種識別
基于特征提取的機(jī)器學(xué)習(xí)算法已經(jīng)可以用于藻類物種識別,但實際樣本中的藻類多樣性往往非常豐富,在沒有復(fù)雜算法支撐的情況下,同一種類不同形態(tài)的藻類圖像,很難被算法準(zhǔn)確識別與分析。
基于人工智能的圖像識別技術(shù)需要將大量樣本交給模型進(jìn)行深度學(xué)習(xí)、訓(xùn)練,最終完成物種識別任務(wù)。因此,對藻類圖像進(jìn)行物種標(biāo)注是人工智能物種識別的關(guān)鍵,且必須交由分類鑒定業(yè)務(wù)熟練的專業(yè)人員完成。
Algae-Hub組織經(jīng)驗豐富的藻類鑒定人員進(jìn)行物種標(biāo)注,標(biāo)注結(jié)果經(jīng)復(fù)核后,再由專家團(tuán)隊進(jìn)行審核,確保訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)庫的準(zhǔn)確性,從而實現(xiàn)物種的精準(zhǔn)識別!
細(xì)胞計數(shù)
在物種識別的基礎(chǔ)上,對識別物種的細(xì)胞進(jìn)行計數(shù)是非常重要的工作,但是細(xì)胞數(shù)量過多往往為人工統(tǒng)計帶來很大困擾。然而,運(yùn)用人工智能算法及圖像識別技術(shù)進(jìn)行細(xì)胞計數(shù)可以完美解決以上問題,極大地降低工作量和人工誤差。
生物量
顯微鏡人工鏡檢方法中,藻類生物量往往根據(jù)經(jīng)驗公式來計算。在人工智能技術(shù)輔助下,算法可以測量與計算所有識別藻類的長、寬、高、直徑、面積和體積等參數(shù)。因此,生物量的計算在準(zhǔn)確度上有了很大的提升。
粒徑統(tǒng)計
通過建立訓(xùn)練集、優(yōu)化算法模型,水體中藻類細(xì)胞的直徑、藻類群體顆粒的粒徑大小、泥沙及有機(jī)質(zhì)等粒徑都可以實現(xiàn)準(zhǔn)確測量。統(tǒng)計檢測對象的粒徑大小,對于評估藻類生長和水華預(yù)警等具有重要意義。
展望
藻類監(jiān)測在水生態(tài)和環(huán)境管理中扮演著非常重要的角色,尤其是在水體富營養(yǎng)化控制以及常規(guī)湖庫水質(zhì)評價工作中是一項基礎(chǔ)指標(biāo)。隨著國家在水生態(tài)方面的不斷重視和投入,藻類監(jiān)測必將成為一項非常重要的調(diào)查和研究工作。
因此,在“更準(zhǔn)”和“更快”的監(jiān)測需求指引下,數(shù)據(jù)獲取的便利性,以及對數(shù)據(jù)橫向和縱向的多維度挖掘分析也將是令人期待的研究領(lǐng)域。
人工智能和DNA快速檢測技術(shù),是藻類監(jiān)測發(fā)展的新方向!
大數(shù)據(jù)共享平臺建設(shè)將是藻類監(jiān)測發(fā)展的必然趨勢!