Автор: Bonnie Waycott
Стаття від: 14 серпня 2023 року
Спільна ініціатива в Японії досліджує, як штучний інтелект може зробити вирощування осетрових більш передбачуваним
Спільна ініціятива японських дослідників вивчає, яким чином штучний інтелект може зробити осетрівництво більш передбачуваним, а постачання кав’яру – більш стабільним
Кав’яр, виготовлений з солоних яйцеклітин (або ікри) осетрових риб, є дорогим делікатесом в Японії. Оскільки дикі осетрові перебувають під загрозою зникнення через надмірний вилов і забруднення, ікра є синонімом розкоші – чим менше осетрових для виробництва ікри, тим складніше її отримати.
Аквакультура могла б стати можливим рішенням для забезпечення стабільного постачання кав’яру, але осетрове господарство в Японії не набуло значного поширення, оскільки воно вимагає надзвичайної кількості часу і зусиль – зокрема, рибу потрібно вирощувати щонайменше шість-сім років, перш ніж вона досягне статевої зрілості. Ситуація ускладнюється тим, що самці та самки осетрових залишаються зовні нерозрізненими протягом двох-трьох років після народження, тому персонал, який займається розведенням, повинен володіти спеціальними навичками та здійснювати довготривалий моніторинг. Популяції можуть зазнати втрат через перегодовування або зміни в навколишньому середовищі, такі як коливання температури води.
На думку японської телекомунікаційної та інтернет-компанії Softbank Corp., одним із способів вирішення цих проблем можуть стати технології штучного інтелекту (ШІ) та Інтернету речей (IoT). З 2020 року компанія співпрацює з факультетом рибогосподарських наук Університету Хоккайдо і містом Bifuka, також на Хоккайдо, над створенням недорогих, ефективних методів вирощування осетрових з використанням ШІ та Інтернету речей.
Експерти компанії вивчають зображення осетрових для автоматичного виявлення, підрахунку та відстеження особин риб, визначення стилів плавання окремих риб та моделювання поведінки косяків. У березні цього року сторони підписали тристоронню угоду про партнерство між промисловістю, науковими колами та урядом з метою подальшого збільшення виробництва та підвищення якості осетрових.
“Однією з цілей нашого факультету є відродження рибальства на Хоккайдо,” – каже в інтерв’ю the Advocate декан факультету рибогосподарських наук Університету Хоккайдо Yasuaki Takagi, . “Протягом багатьох років ми співпрацюємо з місцевими муніципалітетами префектури, зокрема з містом Біфука, де з 1980-х років розвиваємо осетрове господарство в регіоні. Сьогодні аквакультура осетрових у місті розширюється, і разом з цим зростає потреба у впровадженні технологій для більш ефективних методів культивування.”
“Нашою метою є стоврення нових, значно поліпшених порід осетрових, яких ніколи не культивували раніше,” – каже Yuko Ishiwaka з Softbank. “ Ми будемо збирати необхідні дані, використовуючи наші власні технології, високі технології вирощування, що застосовуються в місті Біфука, а також технології та знання Університету Хоккайдо про осетрових.”
У рамках співпраці будуть використані технології аналізу зображень та машинного навчання Softbank для ідентифікації окремих осетрів, які вирощуються на рибницьких потужностях міста Біфука, аналізу їхніх рухів та поведінки, а також для створення симуляцій. Університет Хоккайдо аналізуватиме екологію, анатомію та кістково-м’язову структуру осетрових, тоді як місто Біфука відповідатиме за впровадження практик вирощування на основі технологій Softbank та досвіду університету Хоккайдо в галузі аквакультури та біології.
У 2020 році робота почалася з препарування осетрових в Університеті Хоккайдо, після чого їхні кістки та м’язи були дуже детально замальовані. Після цього Softbank витратив три роки на створення 3DCG-моделі (тривимірна комп’ютерна графіка), використовуючи анатомічні дані з Університету Хоккайдо та вивчаючи, як кріпляться кістки та м’язи осетрових риб. З того часу Softbank створив 3DCG-модель для імітації поведінки під час плавання, включаючи згуртовування, косяки та переміщення.
“ Осетрівництво – надзвичайно складна справа,” – каже Takagi. “Щоб вирішити проблеми осетрівництва, по-перше, нам потрібно більше досліджень репродуктивної фізіології осетрових для більш стабільного виробництва яйцеклітин та сперми. Нам також потрібне узгоджене визначення “хорошого осетра” та селективне відтворення батьківських особин. Порівняно з іншими видами, осетровим потрібно надзвичайно багато часу, щоб стати дорослим, і відтворювати та вирощувати їх в науково-дослідних інститутах Японії складно, тому нам також потрібні ферми, які можуть забезпечити стабільні поставки молоді.”
Японська телекомунікаційна та інтернет-компанія Softbank Corp. працює з факультетом рибогосподарських наук Університету Хоккайдо для створення економічно ефективних методів культивування осетрових з використання ШІ та IoT. Шляхом перевірки даних зображень, експерти використовують їх для автоматичного виявлення, підрахунку та відстеження осетрових, визначення стилів плавання окремих риб та імітації поведінки косяків
Takagi каже, що є можливість імпортувати якісний посадковий матеріял з-за меж Японії, але при цьому існує ризик завезення патогенних мікроорганізмів. Він також зазначив, що існує потреба у розробці заходів щодо боротьби з хворобами осетрових риб: В Японії було проведено дуже мало досліджень у цій галузі, тому без фахівців “ буде неможливо діяти, коли раптом виникне хвороба.”
“Якщо ми зможемо вивчити екологію осетрових ще глибше і змоделювати не лише ріст їхнього опорно-рухового апарату, але й інші сфери, такі як розвиток органів або відтворення, ми зможемо змоделювати інші аспекти, такі як нерестова поведінка в десятках і сотнях поколінь осетрових,” – каже Ishiwaka. “ Ми змогли змоделювати основні процеси вирощування на осетровій фермі та виявити більш ефективні технології вирощування.”
Така можливість моделювати процеси вирощування надзвичайно важлива, вважає Takagi. Якщо завдяки цій роботі вдасться забезпечити стабільне постачання вирощеного осетра, це може призвести до нових технічних проривів в аквакультурі та сприяти більш ефективним методам вирощування інших видів риб. Моделювання також можна використовувати для попереднього планування, отримання та візуалізації детальної інформації про вирощуваних особин і як інструмент прийняття рішень для кращого управління господарством.
“ Зі збільшенням населення планети стає зрозуміло, що ми не можемо покладатися лише на рибальство як джерело морського білка,” – каже Takagi. “Зараз багато уваги приділяється зростанню та розвитку аквакультури, і наша робота є важливою для цього. Крім того, запуск галузі виробництва, подібної до аквакультури, що вимагає масштабних інвестицій, може бути дуже ризикованим для деяких країн. Ми вважаємо, що можливість моделювати методи вирощування за допомогою ШІ та Інтернету речей надзвичайно важлива для зменшення цього ризику. ”
Посилання на оригінал: Can artificial intelligence help solve sturgeon farming riddles in Japan?
