h
Hãy tưởng tượng có mười loại vỏ khác nhau, mỗi loại có kích thước bằng một hạt cát, trộn lẫn trong bát bùn trước mặt bạn. Bạn muốn tìm từng loại vỏ riêng lẻ Bạn làm gì?
Đối với các nhà cổ sinh vật học nghiên cứu lịch sử của các đại dương, câu hỏi lố bịch này là một phần lớn trong nghiên cứu của họ. Và trong 60 năm, họ đã xem xét hỗn hợp dưới kính hiển vi và sử dụng cọ vẽ để phân loại vỏ từng cái một. Nhưng một nhóm các nhà khoa học đang tìm cách tự động hóa quá trình và giải phóng các nhà cổ sinh vật học dành nhiều thời gian hơn để phân tích hóa thạch vỏ siêu nhỏ gọi là foraminifera có thể làm rõ vai trò của đại dương trong biến đổi khí hậu.
Khi đến thăm vợ tại một phòng thí nghiệm cổ sinh vật học, Ritayan Mitra, một nhà địa chất học tại Đại học Colorado-Boulder, đã kinh hoàng khi biết cách phân loại foraminifera vất vả bằng tay. Bởi vì các loài tương tác với ánh sáng theo nhiều cách khác nhau, cô không chỉ phủi bụi bằng tay mà còn di chuyển nguồn sáng trên kính hiển vi của mình liên tục để lấy vỏ. Mitra đã tạo ra một nguyên mẫu, đặt một vòng đèn LED quanh cuối phạm vi có thể được điều chỉnh tự động để cung cấp các góc ánh sáng khác nhau. Cuối cùng, anh đã chạy vào cuối khả năng robot của mình.
Tôi không phải là người máy, tôi cũng không phải là người hải dương học, tôi chỉ thấy một vấn đề và muốn tìm một giải pháp, anh nói. Để giải quyết vấn đề anh cần cả hai.
Vì vậy, anh đã chuyển sang Edgar lobaton, một kỹ sư điện tại Đại học bang North Carolina, nơi Mitra đang ở thời điểm đó. Các nhà nghiên cứu đã cố gắng và thất bại trong việc tự động hóa quá trình phân loại vỏ sò nhỏ trước đó. Lobaton đã vượt qua thách thức, viết các khoản tài trợ sẽ cho phép sự hợp tác đa ngành này. Thay vì cố gắng lấy máy tính để xác định tất cả các hình ảnh có thể có của tất cả các loài foraminifera (đó là những gì mọi người đã thử với mạng lưới thần kinh trong quá khứ), nhóm của ông sẽ huấn luyện máy tính để chỉ nhận ra nửa tá loài foraminifera thường xuyên được sử dụng trong nghiên cứu. (Điều này sẽ giảm tải tính toán.)
Lobaton cũng có một vũ khí bí mật nhờ có Mitra - Tom Marchitto, một nhà cổ sinh vật học tại Đại học Colorado-Boulder, trong dự án. Khi lobaton và phòng thí nghiệm của anh ấy đến thăm Marchitto lần đầu tiên vào đầu tháng 8, họ sẽ được tham gia một khóa học về sự cố trong cổ sinh vật học. Chúng tôi cùng nhau nhìn vào foraminifera, Marchitto nói. Trong quá trình này, anh hy vọng sẽ chuyển giao một số kiến thức về cách mọi người đưa ra quyết định về loại vỏ nào là loài nào. Từ điều này, Marchitto nói: Mười Hy vọng chúng ta có thể chuyển những quyết định đó sang một loại mạng thông minh nhân tạo có thể thực hiện điều này một cách tự động.
Hiện tại, các nhà cổ sinh vật học dành một lượng lớn thời gian để phân loại mẫu. Vì các loài thích các chất dinh dưỡng và nhiệt độ khác nhau, một số dữ liệu của chúng về các điều kiện của đại dương cổ đại đến từ tỷ lệ của các loài khác nhau được tìm thấy ở các thời điểm khác nhau. Nếu việc sắp xếp được tự động, dữ liệu này sẽ được thu thập nhanh hơn theo cấp số nhân so với hiện tại. Nó cũng sẽ giải phóng các nhà nghiên cứu để phân tích thành phần hóa học của vỏ hóa thạch. Foraminifera đã được tìm thấy trên khắp các đại dương trong hàng triệu năm, vì vậy những thay đổi của chúng trong hóa học theo thời gian là một cửa sổ vào khí hậu đại dương trong quá khứ.
Bước đầu tiên cho các nhà nghiên cứu trong hai năm tới là thiết kế phần mềm nhận dạng. Nếu điều đó diễn ra tốt đẹp, lobaton có kế hoạch cho các cánh tay robot thực sự có thể phân loại các loài. Dạy một máy tính để tìm ra hóa thạch siêu nhỏ mà bạn muốn, trong một đống hóa thạch siêu nhỏ, là một nhiệm vụ không thể nghe được. Nhưng nếu họ có thể thành công, chúng ta có thể đang xem xét sự gia tăng thông tin về các đại dương cổ đại như chúng ta chưa từng thấy trước đây. Và đối với vỏ hóa thạch siêu nhỏ, thì điều đó khá tuyệt.
