Нейросеть поможет очистить моря: российские ученые научили ИИ находить пластик

Нейросеть поможет очистить моря: российские ученые научили ИИ находить пластик

Ежегодно в Мировой океан попадает до 23 миллионов тонн антропогенного мусора. Этот мусор представляет серьезную угрозу для морских обитателей: животные могут запутаться в сетях и пакетах или проглотить частицы пластика, что приводит к гибели. Своевременное обнаружение и уборка таких загрязнений – важная задача для сохранения экосистем.

Традиционно поиск мусора ведется вручную с борта судов, но этот метод трудоемок и не позволяет охватывать большие территории. Современные технологии предлагают альтернативу: анализ фото- и видеоматериалов, полученных с дронов или камер на кораблях. Однако для этого требуются «умные» алгоритмы, которые не спутают пластиковый пакет с чайкой или солнечным бликом.

В ходе эксперимента ученые использовали более 136 часов видеозаписей, сделанных в Арктике в 2023 году. Из этого материала было получено свыше 500 000 кадров, на 10 000 из которых вручную отметили объекты: птиц, мусор, блики и капли.

Исследователи протестировали два подхода к обучению нейросети:

1. Самообучение (аномалии): алгоритму показывали пары снимков, сделанных с разным интервалом. Если кадры сняты с разницей в секунду, они почти идентичны. Если интервал большой, на снимках появляются новые объекты. Анализируя эти изменения, нейросеть научилась понимать, как выглядит «нормальная» поверхность океана, и выделять все, что от нее отличается – будь то птица, мусор или блик. Затем специальный классификатор определял тип аномалии.

2. Обучение на размеченных данных: нейросети «показывали» тысячи изображений, где человек уже отметил все объекты.

Главная сложность – мусор встречается на снимках крайне редко. Поэтму ученые искусственно меняли соотношение «чистых» кадров и кадров с объектами.

Результаты показали, что метод самообучения оказался на 30% эффективнее традиционного подхода с ручной разметкой. Он позволяет избежать кропотливой работы по маркировке тысяч фотографий и делает систему более гибкой и точной.

В будущем ученые планируют расширить географию сбора данных, чтобы повысить надежность модели и использовать ее для мониторинга морей по всей стране.

Результаты исследования опубликованы в журнале Remote Sensing.

Читайте также

Anthropic заблокировала пять случаев использования Claude для потенциально опасных биологических исследований

Anthropic заблокировала пять случаев использования Claude для потенциально опасных биологических исследований

ИИ-агенты OpenAI тайно общались через сторонние сайты

ИИ-агенты OpenAI тайно общались через сторонние сайты

ИИ научился различать мысленно произнесенные слова с точностью 78%

ИИ научился различать мысленно произнесенные слова с точностью 78%

ИИ и квантовые технологии объединили для анализа МРТ-снимков головного мозга

ИИ и квантовые технологии объединили для анализа МРТ-снимков головного мозга

OpenAI использовала 10 000 ИИ-агентов для решения задачи тысячелетия

OpenAI использовала 10 000 ИИ-агентов для решения задачи тысячелетия

Умное покрытие спасет сверхпроводники от перегорания

Умное покрытие спасет сверхпроводники от перегорания

Астрофизические алгоритмы применили для моделирования земной аэродинамики

Астрофизические алгоритмы применили для моделирования земной аэродинамики

Сверхзвуковой самолет NASA X-59 завершил 25 испытательных полетов

Сверхзвуковой самолет NASA X-59 завершил 25 испытательных полетов

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Ученые предложили печатать дома на Марсе из песка и дрожжей

Ученые предложили печатать дома на Марсе из песка и дрожжей

Почти 3000 взрывов звезд указали на то, что темная энергия меняется со временем

Почти 3000 взрывов звезд указали на то, что темная энергия меняется со временем