Изследователи от университета Лудонг разработиха иновативна технологична рамка, базирана на изкуствен интелект, която обещава да трансформира начина, по който се прогнозира производителността на земеделските култури. Новата система, наречена Hi4GS (Hybrid Feature Selection for Genomic Selection), постига впечатляващо увеличение на точността при предсказване на добивите от пшеница с повече от 82 процента. Този научен пробив е публикуван в специализираното издание The Crop Journal и има потенциала да ускори значително развитието на нови сортове, които да подпомогнат световната продоволствена сигурност в условията на нарастващо население и климатични промени.
Геномният подбор е основен метод в съвременното растениевъдство, който позволява на специалистите да предвиждат характеристиките на бъдещите реколти чрез анализ на генетични маркери в целия геном. Въпреки неговата полезност, селекционерите често са изправени пред сериозно предизвикателство, известно в научните среди като проблема „малко n и голямо p“. Това се случва, когато наличните масиви от данни съдържат стотици хиляди еднонуклеотидни полиморфизми (SNPs), но броят на реалните физически образци за изследване е сравнително малък. Подобен дисбаланс често води до пренастройване на моделите и високи изчислителни разходи, което прави прогнозите по-малко надеждни и по-бавни.
Рамката Hi4GS предлага решение на тези затруднения, като оптимизира обработката на високоизмерните геномни данни. Тя успява да изолира най-важните генетични маркери, като същевременно идентифицира биологичните фактори, които пряко влияят върху добива на пшеницата. Чрез филтриране на „шума“ от десетки хиляди излишни данни, моделът постига много по-висока точност, използвайки само малка част от информацията, която е била необходима досега. Това не само повишава прецизността, но и намалява времето и ресурсите, необходими за извършване на анализите.
Водещият автор на изследването Шанхуей Джанг обяснява, че основната цел на екипа е била да се преодолее природата на „черната кутия“, характерна за традиционните модели на изкуствения интелект. В много случаи старите системи дават резултати, без учените да разбират напълно биологичните процеси зад тях. С новата рамка изследователите могат да идентифицират конкретните гени, които определят колко продуктивно ще бъде едно растение. Това разбиране позволява на селекционерите да вземат по-информирани решения и да създават сортове, които са по-устойчиви и по-ефективни.
Успехът на този изкуствен интелект бележи важен момент в интеграцията на технологиите и биологията. Като прави процеса на селекция по-прецизен и достъпен, Hi4GS отваря нови възможности за земеделието в глобален мащаб. Възможността да се предвидят добивите с такава голяма точност още на етап генетичен анализ означава, че учените могат да се концентрират върху най-обещаващите линии пшеница, спестявайки години на полеви изпитания и грешки.
Източник: New Food Magazine
