这款化石分类机器人可以为气候研究人员识别数百万年前的生物

微小的海洋化石被称为有孔虫，或称有孔虫，它们在各个时代都为科学家研究全球气候提供了重要指导。它们存在的最古老记录可以追溯到 5 亿多年前，它们死后会留下几毫米宽的贝壳。在它们的鼎盛时期，这些单细胞原生生物在许多海洋环境中繁衍生息——以至于许多海底沉积物都是由它们的遗骸组成的。

这些贝壳种类繁多，结构复杂，可以为有孔虫生存时期的海洋状况、化学成分和温度提供宝贵信息。但到目前为止，对这些微生物进行识别、分类和分类的过程对于世界各地的研究实验室来说都是一项繁琐的工作。

现在，人们希望这项低级工作将来可以外包给更机械化的劳动力。北卡罗来纳州立大学和科罗拉多大学博尔德分校的工程师团队制造了一个专门用于分离、成像和按物种分类单个有孔虫的机器人。它被称为 Forabot，由现成的机器人组件和定制的人工智能软件（现已开源）构成。在本周发表在《地球化学、地球物理学、地球系统》杂志上的一项小型概念验证研究中，该技术的识别准确率为 79%。

“由于浮游有孔虫体型小，数量多，通常可以从一立方厘米的海底泥浆中挑选出数百甚至数千个有孔虫，”作者在论文中写道。“研究人员利用样本中有孔虫物种的相对丰度，以及确定其化石遗骸的稳定同位素和微量元素组成，了解它们的古环境。”

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然而，在进行任何正式分析之前，有孔虫必须进行分类。这就是 Forabot 可以发挥作用的地方。科学家清洗并筛选充满沙子状贝壳的样本后，将材料放入一个叫做隔离塔的容器中。从那里，单个有孔虫被转移到另一个叫做成像塔的容器中，自动摄像机会在那里捕捉标本的一系列照片，然后输入到人工智能软件中进行识别。一旦标本被计算机分类，它就会被运送到分类站，在那里根据物种被分配到相应的孔中。在目前的形式下，Forabot 可以区分六种不同的有孔虫，每小时可以处理 27 种有孔虫（研究人员的快速计算表明，它每天可以处理大约 600 个化石）。

对于分类软件，该团队修改了一个名为 VGG-16 的神经网络，该网络已在“无尽有孔虫”项目全球收集的 34,000 多张浮游有孔虫图像上进行了预训练。“这是一个概念验证原型，因此我们将扩大它能够识别的有孔虫种类数量，”北卡罗来纳州立大学副教授、论文作者埃德加·洛巴顿 (Edgar Lobaton) 在新闻稿中表示。“我们乐观地认为，我们还将能够提高它每小时可以处理的有孔虫数量。”

观看以下 Forabot 的工作过程：