2024年的諾貝爾獎將人工智能(AI)推向了一個新的高潮。物理學(xué)獎和化學(xué)獎的獲得者都在人工智能領(lǐng)域做出了開創(chuàng)性的貢獻。約翰·霍普菲爾德和杰弗里·辛頓因在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機器學(xué)習(xí)方面的奠基性工作而獲得物理學(xué)獎。
而在化學(xué)獎方面,一半的獎項授予了大衛(wèi)·貝克,以表彰其在計算蛋白質(zhì)設(shè)計方面的貢獻,另一半則授予了丹米斯·哈薩比斯和約翰·喬普,以表彰他們在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測方面的成就。這些成就不僅展示了AI在基礎(chǔ)科學(xué)研究中的巨大潛力,也預(yù)示著AI技術(shù)將如何更深入地融入人類生活和科學(xué)研究的各個方面。
AI與植物表型
水稻穗葉語義分割與表型參數(shù)提取
麥穗實例分割
例如,慧諾瑞德公司的高通量植物表型平臺TraitDiscover,結(jié)合了先進的視覺成像、大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù),實現(xiàn)了全自動、高通量的植物表型測量。通過結(jié)合深度學(xué)習(xí)模型,如PhenoMG-YOLO和PhenoEL-Net,可以實現(xiàn)對植物目標(biāo)的高效檢測和語義分割,從而精確提取前景和穗葉等關(guān)鍵特征。
基于目標(biāo)檢測的種子/果蔬計數(shù)與表型參數(shù)提取
此外,慧諾瑞德公司于今年1月份推出的開源表型小程序OpenPheno,集合了多種植物表型檢測算法,已發(fā)布了多個功能模塊,包括籽?挤N、麥穗檢測、穗葉夾角檢測、麥穗考種、冠層測量、番茄考種等。這些模塊結(jié)合了機器視覺和人工智能技術(shù),如改進的YOLOv8模型等,用于植物目標(biāo)檢測和語義分割,精確提取籽粒、果蔬前景、穗葉等關(guān)鍵特征,從而實現(xiàn)麥穗檢測、穗葉夾角計算和果蔬的形態(tài)參數(shù)獲取。
AI在植物表型研究中的應(yīng)用,不僅提高了數(shù)據(jù)收集和分析的效率,還促進了數(shù)據(jù)收集和管理的現(xiàn)場表型分析軟件和工具的開發(fā)。這些工具支持社區(qū)驅(qū)動的研究和數(shù)據(jù)共享,為植物表型研究提供了大量的數(shù)據(jù)支持。然而,深度學(xué)習(xí)在植物表型研究中的應(yīng)用,也面臨著一些挑戰(zhàn),如算法的解釋性、模型的泛化能力以及對大量標(biāo)注數(shù)據(jù)的依賴等。