Роботи сортирају фосиле за климатске промјене Нортх Царолина Стате Университи Цолорадо Боулдер

Замислите да има десет различитих врста шкољки, свака величине зрна песка, помешаних у посуди с блатом испред вас. Желите да пронађете сваку врсту индивидуалне љуске - шта радите?

За палеоцеанографе који проучавају историју океана, ово смешно питање је велики део њиховог истраживања. А 60 година су гледали у мјешавину под микроскопом и користили кист за сортирање шкољки један по један. Међутим, група научника жели аутоматизирати процес и ослободити палеоцеанографе да проведу више времена анализирајући микроскопске фосиле шкољки званих фораминифера који могу да разјасне улогу океана у климатским промјенама.

Док је посећивао своју жену у палеоцеанографској лабораторији, Ритаиан Митра, геознанственик са Универзитета Цолорадо-Боулдер, био је запањен колико је напорно сортирање фораминифера било ручно. Пошто врста интерагује са светлошћу на различите начине, не само да их је испразнила руком, већ је и стално премјештала извор свјетла на микроскоп како би извукла шкољке. Митра је направио прототип, стављајући прстен ЛЕД диода на крај опсега који се може аутоматски прилагодити како би се омогућили различити кутови свјетлости. На крају је налетео на крај својих способности роботике.

"Ја нисам тип из роботике, нити сам ја тип за оцеанографију, управо сам видио проблем и хтио сам пронаћи рјешење", каже он. Да би ријешио проблем, требао је обоје.

Тако се окренуо Едгару Лобатону, инжењеру електротехнике на Државном универзитету у Северној Каролини, где је Митра тада била. Истраживачи су покушали и нису успели да аутоматизују процес сортирања ситних шкољки. Лобатон се суочио са изазовом, пишући грантове који би омогућили ову мултидисциплинарну сарадњу. Уместо да покуша да пронађе компјутер који би идентификовао све могуће слике свих врста фораминифера (што су људи покушали са неуронским мрежама у прошлости), његов тим ће обучити рачунар да редовно препознаје само шест врста фораминифера. у истраживању. (Ово ће смањити оптерећење рачунара.)

Лобатон такође има тајно оружје захваљујући Митри - Тому Марцхитту, палеоцеанографу на Универзитету Цолорадо-Боулдер, на пројекту. Када Лобатон и његова лабораторија по први пут посете Мартитто почетком августа, добиће убрзани курс палеоцеанографије. "Заједно ћемо гледати на фораминифере", каже Марцхитто. У том процесу, он се нада да ће пренијети дио знања о томе како људи доносе одлуке о томе које су гранате које врсте. Из овога, Марцхитто каже: "Надамо се да ћемо те одлуке пренијети на врсту умјетне интелигенције, која то може аутоматски."

Тренутно, палеоцеанографи троше много времена на сортирање узорака. Пошто врсте преферирају различите хранљиве материје и температуре, неки од њихових података о стању древних океана потичу од пропорција различитих врста које се налазе у различитим временима. Ако је сортирање аутоматизовано, ови подаци ће бити скупљени експоненцијално брже него што је сада. То би такође ослободило истраживаче да анализирају хемијски састав фосилизираних шкољки. Фораминифера је пронађена широм океана милионима година, тако да су њихове промене у хемији током времена прозор у прошлост климе океана.

Први корак за истраживаче у наредне двије године је израда софтвера за идентификацију. Ако то прође добро, Лобатон има планове за роботске руке које заправо могу да издвоје врсту. Подучавање компјутера да бисте пронашли микроскопски фосил који желите, у гомили микроскопских фосила, је немогуће задатак. Али, ако успију, могли бисмо гледати на пораст информација о древним оцеанима као што никада раније нисмо видјели. А за микроскопске фосилне гранате, то је прилично цоол.