Искусственный интеллект дает импульс исследованиям по улучшению сельскохозяйственных культур
Что такое роль искусственного интеллекта (ИИ) в селекции растений? По словам Цзяньмина Юя, одного из ведущих мировых ученых в области количественной генетики и селекции растений, ИИ предоставляет новый инструмент для объединения науки и практики.
"Людям сложно понять, как лучше всего использовать инструменты ИИ в селекции. Хотя есть конкретные примеры их конструктивного применения, в крупных масштабах это еще не произошло", — сказал Юй.
Чтобы помочь ученым и студентам разобраться в этой быстро развивающейся области, Юй и его соавторы, включая аспиранта Карлен Негус, опубликовали обзорную статью о роли ИИ в селекции растений в журнале Advances in Agronomy.
Исторический контекст и современное состояние
- ИИ развивается с 1940-х годов, и сейчас идет его "третья волна", определяемая системами глубокого обучения.
- В селекции растений ИИ в основном используется для обработки и анализа очень больших, высокопроизводительных наборов данных, что стало новой проблемой в агрономических исследованиях.
Методы ИИ в селекции
Авторы описывают более 15 типов и подтипов ИИ, используемых в этой области:
- От относительно простой роботизированной автоматизации процессов до сложных экспертных систем и передового машинного обучения (ML).
- Машинное обучение — тип ИИ, который использует большие наборы данных для обучения, а затем решает проблемы или делает прогнозы.
- Методы ML с использованием геномных, энвиромных, феномных и других мульти-омиксных подходов помогают исследователям учитывать влияние генетических и средовых вариаций на селекцию и управление культурами.
Преимущества и перспективы
- Для селекционеров улучшенная способность мониторинга и прогнозирования роста и здоровья культур при различных генетических, средовых и управленческих комбинациях может значительно облегчить принятие решений по отбору.
- Для производителей использование ИИ позволит улучшить устойчивость и стабильность производства через совершенствование управления на ферме.
- ИИ обладает большим потенциалом для решения задач, связанных с растущим населением и изменением климата.
- Для полной реализации этого потенциала необходимо быстро наращивать обучение и навыки в этих областях.
Опираясь на предыдущие успехи внедрения инновационных технологий в селекцию, будущее селекции растений с помощью ИИ выглядит многообещающим.