หุ่นยนต์จัดเรียงซากฟอสซิลเพื่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมหาวิทยาลัยนอร์ ธ แคโรไลน่ารัฐโคโลราโดโบลเดอร์

ลองนึกภาพว่ามีเปลือกหอยแตกต่างกันสิบชนิดแต่ละขนาดของเม็ดทรายผสมในชามโคลนหน้าคุณ คุณต้องการค้นหาเชลล์แต่ละประเภท - คุณทำอะไร

สำหรับนักสำรวจทางทะเลกำลังศึกษาประวัติศาสตร์ของมหาสมุทรคำถามที่น่าหัวเราะนี้เป็นงานวิจัยชิ้นใหญ่ และเป็นเวลา 60 ปีที่พวกเขาดูส่วนผสมภายใต้กล้องจุลทรรศน์และใช้พู่กันเพื่อแยกเปลือกหอยทีละตัว แต่นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งกำลังมองหากระบวนการอัตโนมัติและปลดปล่อย paleoceanographers ให้ใช้เวลามากขึ้นในการวิเคราะห์ฟอสซิลเปลือกด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่เรียกว่า foraminifera ซึ่งสามารถอธิบายบทบาทของมหาสมุทรในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

ในขณะที่ไปเยี่ยมภรรยาของเขาที่ห้องทดลอง paleoceanography Ritayan Mitra นักธรณีวิทยาที่มหาวิทยาลัยโคโลราโดโบลเดอร์ก็รู้สึกตกใจว่าการเรียงลำดับ foraminifera ด้วยมือมีพลังเพียงใด เพราะสปีชี่นั้นมีปฏิสัมพันธ์กับแสงในรูปแบบที่แตกต่างกันไม่เพียง แต่เธอปัดฝุ่นด้วยมือเท่านั้น แต่ยังเคลื่อนที่แหล่งกำเนิดแสงบนกล้องจุลทรรศน์ของเธออย่างต่อเนื่องเพื่อหยิบเปลือกหอย Mitra ได้สร้างต้นแบบโดยวางวงแหวนของ LED ไว้ที่ส่วนท้ายของขอบเขตที่สามารถปรับได้โดยอัตโนมัติเพื่อให้มุมแสงที่แตกต่างกัน ในที่สุดเขาก็วิ่งไปจนสุดความสามารถด้านหุ่นยนต์ของเขา

“ ฉันไม่ใช่หุ่นยนต์ผู้ชายไม่ใช่ฉันเป็นนักสมุทรศาสตร์ฉันเพิ่งเห็นปัญหาและต้องการหาวิธีแก้ปัญหา” เขากล่าว เพื่อแก้ปัญหาที่เขาต้องการทั้งคู่

ดังนั้นเขาจึงหันไปหาเอ็ดการ์โลบาตันวิศวกรไฟฟ้าที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐนอร์ ธ แคโรไลน่าซึ่งมิตราอยู่ในเวลานั้น นักวิจัยได้พยายามและล้มเหลวในการทำให้กระบวนการคัดแยกเปลือกหอยเล็ก ๆ โดยอัตโนมัติมาก่อน Lobaton เพิ่มขึ้นถึงความท้าทายเขียนทุนที่จะช่วยให้การทำงานร่วมกันในสาขาวิชานี้ แทนที่จะพยายามหาคอมพิวเตอร์เพื่อระบุภาพที่เป็นไปได้ทั้งหมดของ foraminifera ทุกชนิด (ซึ่งเป็นสิ่งที่ผู้คนเคยลองใช้กับโครงข่ายประสาทประสาทในอดีต) ทีมของเขากำลังฝึกอบรมคอมพิวเตอร์เพื่อรับรู้ foraminifera เพียงครึ่งโหลอย่างสม่ำเสมอ ใช้ในการวิจัย (สิ่งนี้จะลดภาระการคำนวณ)

Lobaton ยังมีอาวุธลับที่ต้องขอบคุณ Mitra - Tom Marchitto นักวาดภาพทะเลในมหาวิทยาลัยโคโลราโดโบลเดอร์ในโครงการ เมื่อ Lobaton และห้องทดลองของเขาไปเยี่ยม Marchitto เป็นครั้งแรกในช่วงต้นเดือนสิงหาคมพวกเขาจะได้รับหลักสูตรการชนใน paleoceanography “ เราจะดู foraminifera ด้วยกัน” Marchitto กล่าว ในกระบวนการนี้เขาหวังที่จะถ่ายทอดความรู้บางส่วนเกี่ยวกับวิธีที่ผู้คนตัดสินใจเกี่ยวกับเปลือกหอยซึ่งเป็นสายพันธุ์ จากสิ่งนี้ Marchitto กล่าวว่า:“ หวังว่าเราจะสามารถโอนการตัดสินใจเหล่านั้นไปยังเครือข่ายปัญญาประดิษฐ์ที่สามารถทำสิ่งนี้ได้โดยอัตโนมัติ”

ปัจจุบันนักสะสมทางทะเลใช้เวลาในการเรียงลำดับเวลาเป็นจำนวนมาก เนื่องจากสปีชีส์นั้นต้องการสารอาหารและอุณหภูมิที่แตกต่างกันข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับเงื่อนไขของมหาสมุทรโบราณจึงมาจากสัดส่วนของสปีชีส์ต่าง ๆ ที่พบในเวลาต่างกัน หากการเรียงลำดับเป็นแบบอัตโนมัติข้อมูลนี้จะถูกรวบรวมอย่างรวดเร็วกว่าตอนนี้ นอกจากนี้ยังจะช่วยให้นักวิจัยวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของเปลือกฟอสซิล Foraminifera พบได้ทั่วมหาสมุทรเป็นเวลาหลายล้านปีดังนั้นการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในช่วงเวลาหนึ่งจึงเป็นหน้าต่างสู่ภูมิอากาศของมหาสมุทรในอดีต

ขั้นตอนแรกสำหรับนักวิจัยในอีกสองปีข้างหน้าคือการออกแบบซอฟต์แวร์ระบุตัวตน ถ้ามันไปได้ดี Lobaton มีแผนสำหรับแขนหุ่นยนต์ที่สามารถจำแนกเผ่าพันธุ์ได้ การสอนคอมพิวเตอร์เพื่อหาฟอสซิลด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่คุณต้องการในกองซากดึกดำบรรพ์ด้วยกล้องจุลทรรศน์นั้นเป็นงานที่ฟังไม่ได้ แต่หากพวกเขาสามารถประสบความสำเร็จเราสามารถดูข้อมูลเกี่ยวกับมหาสมุทรโบราณอย่างที่เราไม่เคยเห็นมาก่อน และสำหรับเปลือกหอยด้วยกล้องจุลทรรศน์มันก็เจ๋งมาก