Formiche ricostruite in 3D grazie all’IA: sviluppato un metodo che riduce anni di lavoro a pochi giorni
Tecniche avanzate di archiviazione e modellazione stanno rivoluzionando il mondo scientifico, si potrebbe applicare il nuovo metodo dalle formiche ai microrganismi.
Le formiche sono insetti sociali complessi e interessanti da studiare, sono presenti in tutto il mondo, hanno un sistema di comunicazione e interazioni come le api. Sono delle piccole macchine da guerra nella difesa del territorio, gli scienziati hanno deciso di catalogarle con un nuovo strumento tecnico.
Un database che combina intelligenza artificiale, robotica, modellistica 3D e tecniche di imaging a raggi X. I ricercatori dell’Università del Maryland e del Karlsruhe Institute of Technology in Germania hanno ricostruito digitalmente centinaia di specie di formiche di tutto il mondo con questo sistema. Il tempo impiegato è stato brevissimo, con metodi tradizionali il lavoro di un giorno dura settimane. Lo studio sulle formiche realizzate con AI/3D è stato pubblicato sulla rivista Nature Methods.
Evan Economo e Thomas Van de Kamp sono i due autori del nuovo database sulle formiche. Prima dell’IA utilizzavano una tecnologia, lo scanner micro-TC, utile a ricostruire e studiare la morfologia degli insetti. La formica si compone di numerosi nervi e nervetti, muscoli e strutture cellulari. La semplice scansione 3D di una formica richiedeva dieci ore di tempo.
Il nuovo sistema di imaging 3D con IA, robotica e acceleratore di particelle di sincrotrone permette di creare archivi digitali di formiche, ruotabili e osservabili in pochi secondi
L’insieme di tutte le nuove tecniche messe insieme ha permesso di creare un archivio di ricostruzioni digitali di 800 specie di formiche. Il team ha utilizzato un sistema ad alta produttività che integra anche un acceleratore di particelle di sincrotrone. Lo scanner TAC convenzionale utilizzato precedentemente all’AI applicata impiegava sei anni di lavoro continuo sulle 800 specie di formiche catalogate. Il nuovo kit invece riesce a scansionare in una sola settimana 2000 campioni.
Le formiche non sono gli unici insetti numerosi da studiare, la tecnica può essere impiegata per altre specie di insetti o animali. I ricercatori pensano a archivi digitali moderni e aggiornati per musei, università e altre istituzioni partner. Il metodo però interessa anche all’applicazione scientifica, per trarre dati e informazioni.
Il sistema di imaging che unisce 3D, robotica e IA consente di analizzare i campioni scansionati anche ruotandoli o sostituendoli in 30 secondi. Dal computer si possono fare osservazioni che prima si potevano eseguire solo sul campo o in laboratorio, magari con le formiche sotto microscopio o lente di ingrandimento. Al progetto hanno partecipato anche studenti di informatica.
