Robots ordenen fòssils per al canvi climàtic Universitat de l'estat de Carolina del Nord Colorado Boulder

Imagineu-vos que hi ha deu tipus diferents de closques, cadascuna de la mida d’un gra d’arena, barrejada al bol de fang que teniu davant vostre. Voleu trobar cada tipus de shell individual: què feu?

Per als paleoceanògrafs que estudien la història dels oceans, aquesta pregunta ridícula és una gran part de la seva investigació. I durant 60 anys, han analitzat la barreja sota un microscopi i han utilitzat un pinzell per classificar les petxines una per una. Però un grup de científics està buscant automatitzar el procés i alliberar els paleocenòlegs per passar més temps analitzant els fòssils de closca microscòpics anomenats foraminífers que poden aclarir el paper de l'oceà en el canvi climàtic.

Mentre visitava a la seva esposa en un laboratori de paleoceanografia, Ritayan Mitra, geocientífic de la Universitat de Colorado-Boulder, va quedar horroritzat amb la seva intensa classificació manual. Com que l’espècie interacciona amb la llum de diferents maneres, no solament les va empolsar a mà, sinó que també va moure la font de llum del microscopi constantment per triar les closques. Mitra va fer un prototip, col·locant un anell de LED al voltant del final de l'abast que es podia ajustar automàticament per proporcionar diferents angles de llum. Amb el temps va acabar amb la seva capacitat de robòtica.

"No sóc el tipus de robòtica, tampoc sóc el tipus de l'oceanografia, només vaig veure un problema i volia trobar una solució", diu. Per solucionar el problema que necessitava.

Així doncs, es va dirigir a Edgar Lobaton, enginyer elèctric de la North Carolina State University, on Mitra era aleshores. Els investigadors han intentat i no han automatitzat el procés de classificació de les petxines abans. Lobaton va respondre al repte, escrivint les beques que permetrien aquesta col·laboració multidisciplinària. En lloc d’intentar que un ordinador identifiqui totes les imatges possibles de totes les espècies de foraminífers (que és el que la gent va provar amb xarxes neuronals en el passat), el seu equip entrenarà l’ordinador només per reconèixer la mitjana dotzena d’espècies de foraminífers amb regularitat utilitzat en la investigació. (Això reduirà la càrrega computacional.)

Lobaton també té una arma secreta gràcies a Mitra - Tom Marchitto, paleocenògraf de la Universitat de Colorado-Boulder, sobre el projecte. Quan Lobaton i el seu laboratori aniran a visitar Marchitto per primera vegada a principis d’agost, se'ls farà un curs accidental de paleoceanografia. "Mirarem els foraminífers junts", diu Marchitto. En el procés, espera transferir part del coneixement de com les persones prenen decisions sobre quines petxines són quines espècies. A partir d’aquest punt, Marchitto diu: "Esperem que puguem transferir aquestes decisions a una xarxa d’intel·ligència artificial que pugui fer-ho automàticament".

Actualment, els paleoceanògrafs gasten gran part del seu temps ordenant mostres. Atès que les espècies prefereixen diferents nutrients i temperatures, algunes de les seves dades sobre les condicions dels oceans antics provenen de les proporcions de diferents espècies trobades en diferents moments. Si l’ordenació s’automatitza, es recopilaran dades exponencialment més ràpides del que és ara. També alliberaria els investigadors per analitzar la composició química de les closques fossilitzades. Els foraminífers s'han trobat a tots els oceans durant milions d'anys, de manera que els seus canvis en la química al llarg del temps són una finestra cap al clima oceànic passat.

El primer pas per als investigadors en els pròxims dos anys és dissenyar el programari d’identificació. Si això passa bé, Lobaton té plans de braços robòtics que realment poden classificar l'espècie. Ensenyar a un ordinador a trobar el fòssil microscòpic que voleu, en un munt de fòssils microscòpics, és una tasca que sona impossible. Però si poden tenir èxit, podríem estar veient un augment de la informació sobre els oceans antics com mai els hem vist abans. I per a petxines fòssils microscòpiques, això és força bo.