「FathomNetをご紹介します：人工知能と機械学習アルゴリズムを使用して、私たちの海洋とその生物の理解のために視覚データの遅れを処理するためのオープンソースの画像データベース」

FathomNetは、海洋と生物の理解のために視覚データの遅れを処理するためのオープンソースの画像データベースで、人工知能と機械学習アルゴリズムを使用しています

海洋は前例のない速さで変化しており、膨大な海洋データを視覚的に監視しながら責任ある管理を維持することは困難です。必要なデータ収集の量と速さは、基準を求める研究コミュニティの能力を超えています。データの一貫性の欠如、不適切なフォーマット、大規模かつラベル付けされたデータセットへの要望は、機械学習の最近の進歩の限定的な成功に寄与しています。これらの進歩により、迅速かつより複雑な視覚データ分析が可能となりました。

この要件を満たすため、いくつかの研究機関がMBARIと協力して、人工知能と機械学習の能力を活用して海洋研究を加速させる取り組みを行いました。このパートナーシップの一つの成果がFathomNetです。FathomNetはオープンソースの画像データベースであり、先進的なデータ処理アルゴリズムを使用して、注意深くキュレーションされたラベル付きデータを標準化および集約します。チームは、人工知能と機械学習の利用こそが海洋の健康に関する重要な研究を加速し、水中映像の処理のボトルネックを解消する唯一の方法だと考えています。この新しい画像データベースの開発プロセスに関する詳細は、Scientific Reports誌の最新の研究論文に記載されています。

機械学習は、過去において視覚解析の分野を変革してきました。その一部には、膨大な数の注釈付きデータがあることが挙げられます。陸地の応用において、機械学習とコンピュータビジョンの研究者が注目するベンチマークデータセットはImageNetとMicrosoft COCOです。研究者に対して豊かで魅力的な基準を提供するために、チームはFathomNetを作成しました。フリーでアクセス可能な、高品質な水中画像トレーニングリソースを確立するために、FathomNetはさまざまなソースからの画像と記録を組み合わせています。

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MBARIのビデオラボの研究員は、35年間にわたってMBARIが収集した約28,000時間の深海ビデオと100万枚以上の深海写真を代表するデータを注意深く注釈付けしました。MBARIのビデオライブラリには、動物、生態系、および物体の観察を記録した8,200万以上の注釈があります。国立地理学協会の探検技術ラボは、さまざまな海洋生息地や全ての海洋盆地にまたがる場所から、1,000時間以上のビデオデータを収集しました。これらの記録は、CVision AIが開発したクラウドベースの共同分析プラットフォームで使用され、ハワイ大学とOceansTurnの専門家によって注釈が付けられました。

さらに、2010年に、アメリカ国立海洋大気庁（NOAA）の海洋探査チームは、NOAA船オケアノスエクスプローラー号を使用してデュアルリモート操作機器システムを使ってビデオデータを収集しました。ビデオデータの注釈付けをより詳細に行うために、2015年から専門の分類学者に資金提供しています。最初は、ボランティアの科学者たちを通じて注釈付けをクラウドソーシングしていました。MBARIのデータセットの一部、および国立地理学協会とNOAAの資料がすべてFathomNetに含まれています。

FathomNetはオープンソースであるため、他の機関も容易に貢献し、視覚データの処理と分析において従来の方法よりも時間とリソースを節約することができます。さらに、MBARIはFathomNetのデータを学習した機械学習モデルを使用して、遠隔操作型の水中無人機（ROV）によって撮影されたビデオを分析するためのパイロットイニシアチブを開始しました。AIアルゴリズムの使用により、ラベリングの速度が10倍に向上し、人間の作業量が81％削減されました。FathomNetデータに基づく機械学習アルゴリズムは、海洋の探査と監視を革新する可能性があります。例えば、カメラと高度な機械学習アルゴリズムを搭載したロボット搭載車両を使用して、海洋生物やその他の水中のものを自動的に検索して監視することが挙げられます。

FathomNetには現在84,454枚の画像があり、81の異なるコレクションから175,875箇所のローカリゼーションを反映しています。このデータセットは、さまざまな位置やイメージング設定で200,000以上の動物種に対して1,000以上の独立した観察を取得した後、2億以上の観測を持つ予定です。4年前までは、注釈付きの写真の不足が何千時間もの海洋映像を機械学習で調査することを阻んでいました。FathomNetは、発見を解き放ち、探検家、科学者、一般の人々が海洋研究のペースを加速させるために利用できるツールを可能にすることで、このビジョンを現実化します。

FathomNetは、協力と共同科学が海洋の理解の向上にどのように貢献するかを示す素晴らしい例です。研究者たちは、MBARIと他の共同研究者からのデータを基盤として、データセットが海洋研究の加速に貢献することを期待しています。研究者たちはまた、FathomNetが海洋愛好家や様々なバックグラウンドを持つ探検家が知識と技術を共有するコミュニティとして機能することを強調しています。これは、広範な参加なしに達成できなかった海洋視覚データの問題に取り組むための飛躍台となります。視覚データの処理を高速化し、持続可能で健全な海洋を作り上げるために、FathomNetはコミュニティからのラベル付きデータをさらに含めるために常に改善されています。

この記事はMarktechpostスタッフによる研究概要記事として書かれたものであり、研究論文『FathomNet: 海洋での人工知能を可能にするためのグローバル画像データベース』に基づいています。この研究に関するすべてのクレジットは、このプロジェクトの研究者に帰属します。論文、ツール、参考記事もチェックしてください。また、最新のAI研究ニュース、素敵なAIプロジェクトなどを共有している26k+ ML SubReddit、Discordチャンネル、メールニュースレターにぜひ参加してください。

この投稿は、FathomNetというオープンソースの画像データベースについてです。このデータベースは、人工知能と機械学習アルゴリズムを使用して、私たちの海洋とその生物を理解するために視覚データのバックログを処理するのに役立ちます。

この投稿はMarkTechPostで最初に公開されました。

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