هوش مصنوعی به کمک ماهی‌های سالمون آمد

ایسنا: یک فناوری مبتنی بر یادگیری عمیق حالا می‌تواند به‌طور دقیق ماهی‌های سالمون آزاد و پرورشی را از هم تشخیص دهد؛ دستاوردی که نه تنها تهدیدهای زیست‌محیطی ناشی از فرار ماهی‌های پرورشی را کاهش می‌دهد، بلکه به حفاظت از جمعیت در حال سقوط ماهی‌های آزاد در نروژ کمک می‌کند.

یک فناوری یادگیری عمیق می‌تواند ماهی‌های آزاد و پرورشی را از یکدیگر تفکیک کند.

فناوری جدید «دانشگاه آکسفورد»(Oxford University) می‌تواند با استفاده از یادگیری عمیق، ماهی سالمون آزاد را از ماهی سالمون پرورشی تشخیص دهد که راهبردهای حفاظت از محیط زیست را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد.

به نقل از یورک الرت،  نروژ بزرگترین جمعیت باقی‌مانده از ماهی سالمون آزاد را در خود جای داده و در عین حال، یکی از بزرگترین تولیدکنندگان ماهی سالمون پرورشی است. فراوانی ماهی سالمون اقیانوس اطلس در نروژ از دهه ۱۹۸۰ بیش از ۵۰ درصد کاهش یافته است و اکنون در پایین‌ترین سطح خود قرار دارد. ماهی سالمون پرورشی، دلیل مهمی برای این کاهش است. نروژ سالانه بیش از ۱.۵ میلیون تن ماهی سالمون پرورشی اقیانوس اطلس را تولید می‌کند. با وجود این، هر سال تقریباً ۳۰۰ هزار ماهی سالمون پرورشی به طبیعت فرار می‌کنند.

ماهی‌های فراری یک تهدید زیست‌محیطی و ژنتیکی قابل توجه برای ماهی‌های آزاد هستند زیرا رقابت را برای منابع محدود مانند غذا و زیستگاه‌های تخم‌ریزی افزایش می‌دهند، جایگزین ماهی‌های آزاد می‌شوند یا موفقیت تولید مثل آنها را کاهش می‌دهند. همچنین، ماهی‌های پرورشی عوامل بیماری‌زا و انگل‌هایی مانند شپش دریایی را وارد می‌کنند و فشارها را بر جمعیت‌های ماهی آزاد که در حال حاضر به دلیل تغییرات اقلیمی و تخریب زیستگاه آسیب‌پذیر هستند، افزایش می‌دهند.

ماهی سالمون پرورشی از نظر ژنتیکی با ماهی‌های آزاد متفاوت است و آمیزش بین ماهی سالمون پرورشی فراری و ماهی سالمون آزاد به تغییرات ژنتیکی منجر می‌شود که ماهی سالمون آزاد را برای سازگاری با تغییرات محیطی یا مقابله با تهدیدات اطراف نامناسب‌تر می‌کند. تحلیل ژنتیکی نشان می‌دهد که تقریباً دو سوم ماهی‌های سالمون آزاد در نروژ،  علائم ژنتیکی دارند که نشان‌دهنده آمیزش با ماهی سالمون پرورشی است.

دانشمندان با استفاده از تحلیل ژنتیکی و بررسی فلس‌ها، ماهی‌های پرورشی را زیر نظر می‌گیرند. با وجود این، نظارت بر تفاوت‌ها در الگوهای فلس ماهی با دست، زمان‌بر و بسیار پرهزینه است. دانشمندان می‌توانند ماهی‌های آزاد را از ماهی‌های پرورشی تشخیص دهند، زیرا فلس‌های ماهی‌های آزاد با تشکیل حلقه‌های متحدالمرکز روی سطح بدن آنها رشد می‌کنند. مانند حلقه‌های درخت، تعداد و فاصله این حلقه‌ها با رشد ماهی مطابقت دارد. ماهی‌های پرورشی دارای فلس‌هایی هستند که نشان‌دهنده رشد سریع و پایدار هستند و در نتیجه، فلس‌هایی با فاصله منظم و نشانگرهای فصلی محدود ایجاد می‌کنند. در مقابل، ماهی‌های آزاد تغییرات فصلی قابل توجهی را در رشد تجربه می‌کنند که ناشی از دمای نامتعادل، دسترسی به طعمه و مهاجرت است.

دانشمندان برای کمک به تشخیص انواع گوناگون ماهی سالمون در مقیاس بزرگتر، یک شبکه عصبی جدید را با استفاده از حدود ۹۰ هزار تصویر فلس ماهی سالمون آموزش دادند. آنها یک سیستم پردازش استاندارد ایجاد کردند و توانایی مدل را در برابر توانایی انسان‌ درباره ماهی‌های با منشأ شناخته‌شده ارزیابی کردند.

کل مجموعه داده‌ها شامل تقریباً ۹۰ هزار تصویر بود که صدها رودخانه در سراسر نروژ را پوشش می‌دادند و به اوایل دهه ۱۹۳۰ برمی‌گشتند. ماهی سالمون پرورشی تقریباً ۸.۵ درصد از کل تصاویر را در مقایسه با ماهی سالمون آزاد تشکیل می‌داد.

دانشمندان دریافتند که مجموعه داده و مدل می‌توانند به سرعت تصاویر را پردازش کنند و پیش‌بینی‌هایی را با تخمین‌های مرتبط ارائه دهند. این مدل عملکرد فوق‌العاده خوبی داشت و توانست ماهی سالمون پرورشی را از ماهی سالمون آزاد در بیشتر رودخانه‌های سالمون نروژ از سال ۲۰۰۹ تا ۲۰۲۳ با دقت ۹۵ درصد تشخیص دهد.