05.12.2022
Наш канал в Telegram: https://t.me/berzaru

Искусственный интеллект обучили распознавать виды комаров в раздавленном виде

Training mosquito species recognition system

Самые опасные и назойливые для человека насекомые на земле это комары. Они являются переносчиками смертельных вирусных заболеваний, таких как малярия, желтая лихорадка, Зико, Денге, Западного Нила и японский энцефалит. Малазийские учёные предложили новый способ изучения ареала обитания трёх видов комаров с использованием методов машинного обучения. С подробным описанием исследования можно ознакомиться в статье, опубликованной в журнале Scientific Data.

Комары являются очень древними кровососущими насекомыми, которые пили кровь ещё у динозавров и мамонтов миллионы лет назад. По некоторым данным в год до 2 млн человек умирают от болезней, передающихся через укусы комаров. Этому способствует тот факт, что комары широко распространены на всех континентах за исключением Антарктиды, а наиболее многочисленны в жарких странах. Всего в мире насчитывается около 3600 видов комаров. В России обитает около 100 видов.

Первое, что делает человек, когда слышит характерный писк или видит сидящего на нём комара — это инстинктивно шлёпает место укуса. Учёные Института тропической биологии и охраны природы Малайзии реализовали интересный пилотный проект, в рамках которого обучили нейросеть распознавать наиболее опасные и распространённые виды комаров по фотографиям. Понятно, что сфотографировать комара сидящего на теле легче всего, когда он уже раздавлен и обездвижен. Правда в этом случае ИИ будет сложно распознать, какой именно вид комара был изначально и сопоставить его с оригиналом.

Малазийские учёные создали опытный стенд, на котором сделали около 1500 фотографий трёх наиболее распространённых видов комаров (Aedes aegypti (L.), Aedes albopictus (L.) и Culex quinquefasciatus), являющихся разносчиками самых опасных вирусных заболеваний. Известно, что кровь сосут только самки для продолжения потомства. Образцы самок комаров были отобраны Лабораторией Исследовательского отдела по борьбе с переносчиками болезней Малазийского Университета Сейнс, аккредитованной ВОЗ.

Комары садились на ладони добровольцев и производили укус. Их фотографировали зеркальной камерой с макрообъективом в стандартном разрешении при хорошем освещении под углами поворота — 0°, 90°, 180°, 270°. Фотографии делались как с целыми комарами, так и с раздавленными в разной степени: голодными, сытыми, с кровью и без неё. Были сделаны серии фотографий для каждого вида комаров раздельно. Главное условие – дать как можно больше вариантов образцов фотографий для последующего обучения нейронной сети сравнению и определению вида комара в любом ракурсе, состоянии и ситуации. В качестве добровольцев использовались руки малайцев, китайцев и индийцев.

Исследователи отмечают, что их пилотный проект позволит в будущем сделать альтернативу или достойным дополнением к регулярным лабораторным исследованиям комаров, проводимых по всему миру в специальных лабораториях. Это дешевле и имеет более широкий охват по территории и респондентам. Привлечение сторонних пользователей, которые могут отправлять фотографии комаров со своих смартфонов, позволит шире изучить распространение видов комаров по всему миру.

Также подчёркивается, что в рамках данного проекта было изучено только три вида комаров, фотографии делались профессиональным оборудованием и при идеальном освещении. К тому же в качестве волонтёров выступали только представители азиатских народов. Необходимо дополнять базу данных фотографиями с руками всех типов кожи и с другими видами комаров в полевых условиях съёмки на камеры смартфонов.