在托国立创建和训练的神经网络将用来“分类”微塑料

托木斯克国立大学的生物学家正在研究各种生态系统和生物体的微塑料污染。到目前为止,样本分析一直是一项极其耗费人力的工作,因为员工必须手动拆解数千个微小颗粒并进行识别。这个过程将在不久的将来实现自动化。托国立生物学院的一位年轻科学家叶戈尔·沃罗比约夫(Egor Vorobyov)与托国立应用数学和计算机科学学院的员工在UMNIK项目的框架内创建了一个计算机模型,并训练它计算和分类微塑料颗粒。

托国立生物学家研究的微塑料污染对象包括叶尼塞河、鄂毕河和下通古斯河。计划在2023年对伏尔加河进行研究。与此同时,科学家们分析了微塑料在生物体(鱼类、水生生物)中的含量,并研究了它在固体和液体沉积物中的含量,这对于了解聚合物微粒在大气中的传播是必要的。

托国立环境微塑料研究中心实验室助理叶戈尔·沃罗比约夫(Egor Vorobyov)说:“每次采集样本后,都需要分析数百个样本,处理每个样本大约需要16-20个小时,人工智能的使用会将这个过程减少到20分钟。根据先前收集的数据训练的神经网络现在能够自动识别四种类型的颗粒:微球、缩微胶片、微纤维、微碎片,并按大小(从100到5000微米)对它们进行分类。

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项目参与者,托国立生物学院学生叶戈尔·沃罗比约夫(Egor Vorobyov) 

其识别过程为,所有样本都显示在显微镜滤镜上,照片是使用安装在设备上的相机拍摄的。神经网络分析图片中看到的一切,并为科学家提供定性和定量结果。

据研究人员称,该程序在国内没有同类产品,国外产品“Morphologi 4-ID”、“ArcGIS”是地图和数据分析市场上无可争议的领导者,价格为2000万卢布起。托国立生物学家和IT专家开发的软件成本在数万卢布。

材料处理的高质量和高效率很大程度上取决于使用云系统来实时处理信息。最终产品将是一个网络平台,即使是小型研究团队也可以使用,没有经济负担。 

该项目的到“2030优先计划”支持。