Глубокие свёрточные нейросети раскрывают обман фермерского лосося

Глубокие свёрточные нейросети раскрывают обман фермерского лосося
Источник: Ева Сетсаас, Ева Торстад и Бенгт Финстад / Biology Methods and Protocols.

Даже если лосось вырвался из ограждений промысловой фермы и претендует на статус «дикого», его выдаёт характерная «экипировка» — чешуя.

Журнал Biology Methods and Protocols объявил, что методы глубокого обучения теперь способны безошибочно различать истинных диких лососей и тех, кого вырастили в неволе. В основе — анализ микроструктуры чешуи, служащей детальным паспортом рыбы.

Это открытие обещает вывести рутинную проверку улова на новый уровень, превратив её в высокотехнологичное расследование. Публикация, чьё название не оставляет сомнений, звучит так: «Определение сбежавшего лосося, выращенного на ферме, по чешуе с помощью глубокого обучения».

Ситуация в Норвегии

Норвегия одновременно остается последним надёжным убежищем для самой крупной в мире популяции дикого лосося и масштабным гигантом рыбоводства — ежегодно в стране производят около 1,5 млн тонн «фермерского» лосося.

С конца 1980-х годов численность диких особей сократилась более чем вдвое, достигнув исторического минимума.

Ключевую роль в этом падении играют сбежавшие рыбы: ежегодно порядка 300 000 выращенных в садках лососей проникают в естественную среду и конкурируют с аборигенами за корм и нерестовые участки.


ML Impact — без лишнего шума о ML и AI

Новый ресурс объясняет, как машинное обучение помогает бизнесу без преувеличений и хайпа.

Узнать больше →

Экологические и генетические риски побегов

Сбежавшие лососи — это не просто незваные гости, а серьёзная угроза экосистеме: они вытесняют диких особей, отражая бескомпромиссную конкуренцию за пищу и участки для нереста.

Кроме того, фермерские рыбы переносят патогены и паразитов, таких как морские вши, что усугубляет давление на и без того уязвимые дикие популяции.

И, наконец, генетическая гибридизация наносит долгосрочный урон: потомки от скрещиваний плохо адаптированы к жизни в естественных условиях. Генетический анализ показывает, что более двух третей лососей, которых считают дикими, уже несут примесь «фермерских» генов.

Методы идентификации и мониторинга

Традиционные подходы опираются на генетические тесты и микроскопию чешуи, но ручная проверка каждой рыбины занимает месяцы и требует серьёзных ресурсов.

Чешуя лосося растёт концентрическими кольцами, подобно кольцам у дерева: эти узоры отражают жизненные испытания — колебания температуры, голод и миграции.

Одна чешуйка может раскрыть всю биографию лосося, даже если он сам молчит.

У сдержанно растущего в фермерских условиях лосося кольца однообразны и ровны, а у дикого — непредсказуемы и прерывисты, что служит надёжным признаком происхождения.

Разработка модели и её итоги

Для автоматизации процесса исследователи применили сверточную нейросеть, обученную на базе почти 90 000 изображений чешуи из архивов Норвежского ветеринарного института и Института природных исследований, где лишь 8,5 % снимков принадлежали сбежавшим рыбам.

Нейросеть искала «иголку в стоге сена», выявляя мельчайшие отличия между образцами. В тестах на данных с 2009 по 2023 год она показала 95 % точности, превосходя человеческих экспертов.

Подробное описание метода и результатов опубликовано в Biology Methods and Protocols (2025) под названием Identifying escaped farmed salmon from fish scales using deep learning (DOI: 10.1093/biomethods/bpaf078).

 

Источник

Читайте также