Digital Automated Identification System

Digital automated identification system (DAISY) — автоматизированная система идентификации видов, оптимизированная для быстрого отбора беспозвоночных (например, насекомых) специалистами без узкоспециальных знаний.

Общие сведения
Digital automated identification system
Разработчик Mark A. O'Neill
Написана на C
Операционная система Linux
Языки интерфейса английский
Аппаратные платформы IA-32, x86-64, ARM
Последняя версия 2.1.0 (1 февраля 2016)
Лицензия Патентная коммерческая
Сайт tumblingdice.co.uk/daisy

История

Система была разработана доктором Марк О’Нил в середине 1990-х годов. Разработку поддерживали гранты от инициативы Darwin Initiative в 1997 году[1] и BBSRC[2]. Права на интеллектуальную собственность были приобретены компанией О’Нила, Tumbling Dice Ltd, в феврале 2000 года[3] по окончании финансирования проекта Дарвина. Система продолжала развиваться, в результате чего была создана демонстрационная версия с веб-доступом, которая способна обрабатывать в режиме, близком к реальному времени, группы (например, бражники), включающие несколько сотен таксонов. На серверном оборудовании среднего и высокого класса (например, blade-сервер) идентификация группы из 300 таксонов возможна менее чем за секунду. Параллелизация критических модулей классификатора DAISY (с помощью как специализированной технологии FPGA, так и программирования GPU — например, с использованием CUDA) обеспечивает прирост производительности на порядок. Это позволяет применять DAISY для реального времени при идентификации в группах, насчитывающих тысячи таксонов (например, двукрылые).

Исследования

DAISY использовалась в нескольких научных проектах О’Нила[4] и других исследователей, а также освещалась в популярной научной прессе и телепередачах. Проект также был предметом статьи в журнале Science[5].

В 2011 году первая инсталляция DAISY, масштабируемая до сотен таксонов, была развёрнута в Музее естественной истории в Лондоне. Данный сервер обеспечивал интерфейсы на базе VNC и веб-сервисов, а вычислительно сложные задачи сопоставления образцов были вынесены на GPU от NVIDIA, программируемый с помощью CUDA. Эта установка позволяла проводить идентификацию по 300+ таксонов менее чем за секунду в многопользовательской среде.

В последние годы, при поддержке финансирования Innovate UK, DAISY была существенно переработана для нужд нефтегазовой отрасли, в частности, для задач биотратонии. Получившаяся система GeoDAISY стала важным технологическим достижением: она поддерживает глубокое обучение, инкапсуляцию знаний, поиск по шаблонам (интеллектуальный анализ данных) и поиск на основе изображений, эффективно работает с обучающими выборками из миллионов образцов на стандартном железе благодаря интеллектуальному кэшированию данных и OpenMP.

Результаты работы DAISY для выбранных таксонов насекомых
таксон тип изображения структура обучающих изображений видов успешность (%)
Белиз бражники RGB крыло 705 58 97
Xylophanes sp. RGB крыло 543 30 99
Паразитические осы моно крыло 559 47 95
Бабочки Великобритании RGB крыло 818 57 98
Крупные британские моли RGB крыло 744 37 98
Гусеницы RGB голова 91 7 93
Гусеницы RGB тело 508 10 99
Вредители ягодных культур RGB тело 2634 23 91
Результаты работы DAISY для иных задач классификации изображений
описание тип изображения структура обучающих изображений классов успешность (%)
Консервы RGB этикетка 31 5 100
Промышленные объекты RGB произвольный объект 155 14 100
Фораминиферы RGB произвольный объект 198 8 95
Зёрна пыльцы RGB произвольный объект 6601 12 99
Пауки моно гениталии 102 6 91
Лица людей моно произвольное лицо 400 41 99

Примечания

  1. Automating Insect Identification for Inventorying Costa Rican Biodiversity (англ.). Darwin Initiative. Department for Environment, Food and Rural Affairs (Defra). Дата обращения: 15 декабря 2010. Архивировано 4 августа 2008 года.
  2. Daisy Overview (англ.). Tumbling Dice Ltd (2007). Дата обращения: 14 декабря 2010.
  3. Daisy (англ.). Tumbling Dice. Дата обращения: 14 декабря 2010. Архивировано 15 апреля 2008 года.
  4. Watson, Anna T.; O'Neill, Mark A.; Kitching, Ian J. (2003). “A qualitative study investigating automated identification of living macrolepidoptera using the Digital Automated Identification SYstem (DAISY)”. Systematics and Biodiversity [англ.]. 1: 287—300. DOI:10.1017/S1477200003001208. S2CID 86265419.
  5. Reed, Sarah (2010). “Pushing DAISY”. Science [англ.]. 328 (5986): 1628—1629. DOI:10.1126/science.328.5986.1628. PMID 20576867.