Новый ИИ определяет места пребывания людей по бактериям: революционное открытие
Ученые из Лундского университета в Швеции разработали новый инструмент на основе искусственного интеллекта, способный определять недавнее местоположение человека на основе микроорганизмов, с которыми он столкнулся во время своих передвижений. Этот метод схож с традиционными криминалистическими подходами, где улики вроде волос или частиц грунта помогают установить связь между человеком и конкретной локацией. Исследование опубликовали в Genome Biology and Evolution.
Микроскопические отпечатки пальцев
Исследователи обнаружили, что такие микроорганизмы, как бактерии, грибы и водоросли, работают как микроскопические отпечатки пальцев, которые можно отследить до определенных мест. У каждого сообщества бактерий есть свои региональные характеристики, которые помогут выявить местонахождение человека. В отличие от традиционной GPS, которая опирается на спутниковые сигналы, эта система использует концепцию географической структуры популяции микробиома (mGPS).
Для разработки этого передового инструмента исследователи обучили модель ИИ, используя огромный набор данных, включающий образцы микробиома, собранные из различных сред. Этот набор данных включал геномы микробов из метро и городских районов 53 городов по всему миру, 237 образцов почвы из 18 разных стран, 131 морской микробиом из девяти различных водоемов. Анализируя эту обширную коллекцию образцов микробиома, модель ИИ научилась распознавать уникальные «отпечатки пальцев» микробных сообществ и связывать их с конкретными географическими координатами.
Эран Элхаик, исследователь из Лундского университета и соавтор исследования, объяснил, что, в отличие от человеческой ДНК , человеческий микробиом постоянно меняется в зависимости от среды, с которой сталкивается человек. «Отслеживая, где ваши микроорганизмы были в последнее время, мы можем понять распространение болезни, определить потенциальные источники инфекции и локализовать микробную резистентность», — сказал Элхаик.
Производительность и точность инструмента mGPS
Система mGPS продемонстрировала впечатляющую точность в определении географического происхождения образцов микробиома. Изобретение успешно определило город происхождения для 92% проанализированных городских образцов. В более сложном тесте система смогла различить станции метро в Гонконге, которые находились всего в 564 футах друг от друга. В Нью-Йорке она даже смогла различить киоск и поручень, расположенные менее чем в одном метре друг от друга.
Однако точность системы ИИ снизилась в Лондоне, где она правильно отнесла только половину образцов к их географическим кластерам. Исследователи связывают это снижение точности с плохим состоянием станций метрополитена города.
Изобретение будет полезно в разных областях, включая медицину, эпидемиологию и судебную экспертизу. Анализируя данные микробиома, ученые могут отслеживать распространение инфекционных заболеваний, выявлять экологические источники микробной резистентности и даже раскрывать уголовные дела, связывая доказательства микробиома с определенными местами.