Marylee Williams, Carnegie Mellon Universiteti

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmişdir , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriYarpaqlı süpürgə tərəfindən işğal edilmiş adaçayı icması (panel a) və yarpaqlı sümbül çiçəklənməsinin yaxın görünüşü (panel b). Kredit: Elmi Məlumat (2025). DOI: 10.1038/s41597-025-05094-6

Tək bir zavod ABŞ fermerlərinə ildə 35 milyon dollara başa gəlir. İndi tədqiqatçılar qrupu onu nəzarətdə saxlamaq üçün süni intellektdən istifadə edir.

Carnegie Mellon Universitetinin tədqiqatçıları Montanadakı təbiəti mühafizə fermasının alimləri ilə birlikdə, hətta məhdud məlumatlarla belə, invaziv növləri daha effektiv aşkar etmək üçün maşın öyrənmə modellərini öyrədən bir metod hazırladılar. Tədqiqat Scientific Data jurnalında dərc olunub .

Bir invaziv, yarpaqlı süpürgə, təsərrüfatlara və təbii ekosistemlərə ziyan vura bilən kiçik yaşıl çiçəkləri olan zərərli alaq otudur. Heyvandarlıq üçün zəhərlidir, yerli bitkiləri sıxışdıraraq bütün biçənəkləri yeyilməz hala gətirə bilər . Tədqiqatçıların hesablamalarına görə, bu, hər il ölkənin mal əti və ot istehsalında 35 milyon dollardan çox itkiyə səbəb olur.

Ancaq xərclər alt xəttdən çox kənara çıxır. Otlaq sahələri azaldıqca, ərzaq ehtiyatları daralır. İnvaziv növlər yayıldıqca pestisidlərin istifadəsi artır. Doğma bitkilər yox olur, tozlandırıcılar və quşlar yaşayış yerlərini itirir və daha geniş ekosistem dağılmağa başlayır. Otlaqda alaq otu kimi başlayan şey tez bir zamanda torpağın özü üçün təhlükə ola bilər.

İnvaziv növlərin izlənməsi, monitorinqi və nəticədə məhv edilməsi kənd təsərrüfatı, mühafizə və ekologiya sahəsində çalışanlar üçün prioritet məsələdir, lakin bu iş vaxt aparan və baha başa gəlir. Süni intellekt kömək edə bilər, lakin elm adamları bu bitkiləri effektiv şəkildə müəyyən edə və izləyə bilən alət hazırlamaq üçün lazım olan məlumatlara malik deyillər.

“Bu invaziv bitkilər ciddi problemdir” dedi CMU-nun Kompüter Elmləri Məktəbinin müəllimi Ruslan Salahutdinov. “Yarpaqlı süpürgə ətrafdakı ekosistemləri məhv edə bilər. Kömək etmək üçün maşın öyrənmə alətinin yaradılması həlli çətin bir problem idi, çünki bu zavod haqqında, hətta onlayn olaraq da böyük həcmdə məlumatımız yox idi.

“Beləliklə, məhdud miqdarda məlumatla dəqiq modelləri necə quracağımız problemi oldu. Bizim həll etmək istədiyimiz problem budur. Və bu maraqlı problemlə yanaşı, həllin ekologiya və ətraf mühitə böyük təsiri var.”

Salahutdinov Maşın Öyrənmə Bölməsində (MLD) UPMC Kompüter Elmləri Professorudur. O, MLD doktorantı Brandon Trabucco ilə işləmişdir; Maks Qurinas, Harvard Universitetində; və tədqiqat üçün Montana ştatının qərbində 15,000 hektardan çox mühafizə mülkiyyətini idarə edən MPG Ranch-ın işçi alimi Kyle Doherty. MPG Ranch-ın alimləri bitkilərin yerləşdiyi yerləri daha ətraflı şəkildə xəritələşdirmək üçün dronlardan və süni intellekt alətlərindən istifadə edirdilər. Doherti özünü “AI nerd” adlandırsa da, Salahutdinovun laboratoriyası ilə işləmək onun bu sahədə biliklərini genişləndirdi.

SCS-nin tədqiqatçıları mövcud dron görüntülərindən istifadə edərək yarpaqlı spurge aşkar etmək üçün təlim keçmiş mövcud modelləri təkmilləşdirmək üçün yeni generativ süni intellekt alətlərindən istifadə etmək istəyirdilər. Salahutdinov və Trabucco, süni intellektlə hazırlanmış yarpaqlı süngərin sintetik təsvirlərindən istifadə edərək modellərin daha yaxşı işləməsi üçün lazımi məlumatları yarada biləcəyi ilə maraqlandılar.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

Tədqiqatçılar daha faydalı təlim şəkilləri yaratmaq üçün qabaqcıl süni intellekt modellərindən istifadə edən DA-Fusion adlı yeni texnika hazırlayıblar. Adətən, verilənlər bazasını genişləndirmək üçün tədqiqatçılar mövcud şəkillərə kiçik dəyişikliklər edirlər, məsələn, onları kəsmək və ya çevirmək. DA-Fusion şəklin mövzusunu və ya fonunu dəyişdirərək daha da irəliləyir. Məsələn, orijinal fotoşəkildə əkin sahəsində böyüyən yarpaqlı süngər göstərilirsə, DA-Fusion fərqli mövsümdə meşədə və ya otlu sahədə eyni alaq otu şəklini yarada bilər.

DA-Fusion qar və ya yaz çiçəklənməsi zamanı müxtəlif hava şəraiti altında yarpaqlı spurge üçün müxtəlif təlim məlumatlarını yaratdı. Bu, Montanadakı ekoloqları məlumat toplamaq üçün istənilən hava şəraitində çölə çıxmaq ehtiyacından xilas etdi.

Yarpaqlı spurge varlığının (yuxarıda; a) və yoxluğundan (aşağıda; b) nümunəvi nümunə.

“MPG kimi bir mühafizə fermasının effektiv idarə edilməsi üçün xərclər olduqca yüksək ola bilər və bunun çoxu ucqar ərazilərə daxil olmaq və yarpaqlı süngər kimi bitkilərin mövcudluğunu qiymətləndirmək üçün lazım olan əmək hesabınadır” dedi Gurinas. “İnkişaf etdiyimiz kimi maşın öyrənmə üsulları daha geniş ərazilərdə mühafizə səylərini iqtisadi cəhətdən daha məqsədəuyğun edən avtomatlaşdırma dərəcəsinə imkan verir .”

Təlim məlumatlarının müxtəlifliyini və keyfiyyətini yaxşılaşdırmaqla tədqiqatçılar daha az nümunə ilə maşın öyrənmə modellərinin dəqiqliyini təkmilləşdirə bilərlər. Tədqiqatçılar razılaşırlar ki, təbiəti mühafizə edən alimlər və maşın öyrənmə tədqiqatçıları arasında bu əlaqənin qurulması kənd təsərrüfatı və ekologiyanın gələcəyi üçün kritik bir inkişafdır.

“Bizim qurduğumuz məlumat dəstləri ilə bağlı maraqlı cəhət onların unikal olmasıdır. Maşın öyrənmə icmasının dişlərini batırması üçün orada çoxlu ekoloji verilənlər bazası yoxdur” dedi Doherti. “Düşünürəm ki, insanlar təsir göstərməkdə maraqlıdırlar. Siz ekoloqların bərpası problemini həll edə və iqlim dəyişikliyi ilə mübarizə apara bilərsiniz. Orada həyata keçirilməsi vacib olan mənalı işdir.”

Doherty və MPG Ranch-dəki həmkarları yarpaqlı spurge məlumat dəstini maşın öyrənmə icması üçün ictimaiyyətə açıq etdilər. Məlumatları açıq şəkildə paylaşmaqla, digər invaziv növlərin aşkarlanması və idarə olunması səylərini sürətləndirməyə ümid edirlər .

“Bu vəzifələr cəmiyyət olaraq qarşılaşdığımız ən vacib vəzifələrdən biridir” dedi Trabucco. “Yarpaqlı spurge kimi problemlər çox zəif həll olunur və bəlkə də maşın öyrənməsində gördüyümüz irəliləyişlər bu vasitələrin digər problemləri həll etdiyini və yeni qabiliyyətlərin kilidini açdığını gördüyümüz şəkildə bizə kömək edə bilər.”

Daha çox məlumat: Kyle Doherty və digərləri, Yarpaqlı süpürgə bitkisinin (Euphorbia esula), Elmi Məlumatlar (2025-ci il). DOI: 10.1038/s41597-025-05094-6

Jurnal məlumatı: Scientific Data 

Carnegie Mellon Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir