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.
| 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 |
| 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
- ↑ 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.
- ↑ Daisy Overview (англ.). Tumbling Dice Ltd (2007). Дата обращения: 14 декабря 2010.
- ↑ Daisy (англ.). Tumbling Dice. Дата обращения: 14 декабря 2010. Архивировано 15 апреля 2008 года.
- ↑ 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.
- ↑ Reed, Sarah (2010). “Pushing DAISY”. Science [англ.]. 328 (5986): 1628—1629. DOI:10.1126/science.328.5986.1628. PMID 20576867.