Universidad Adventista Southern entrena modelo de inteligencia artificial para clasificar dientes de dinosaurios

Sistema de aprendizaje profundo está ayudando a que los investigadores analicen y clasifiquen sus hallazgos.

16 de diciembre de 2024 | Collegedale, Tennessee, Estados Unidos | Gabriella Grundy, Universidad Adventista Southern

Los paleontólogos nos ayudan a comprender la historia de la vida sobre la tierra mediante su estudio de fósiles, que identifican manualmente al examinar la geometría de los fósiles y otras características. Pero, ¿y si tuvieran una manera más rápida, fácil y efectiva de clasificar estos antiguos vestigios de vida?

El Departamento de Biología y Ciencias de Salud Afines y la Facultad de Informática han colaborado en un proyecto que usa la inteligencia artificial (IA) para identificar dientes de dinosaurios. El proyecto aplica la forma de la IA conocida como aprendizaje profundo, que usa redes neurales artificiales para aprender de los datos y resolver problemas complejos.

Harvey Alférez, profesor y director del Centro de Innovación e Investigación en Informática (CIRC) de la Facultad de Informática, y Keith Snyder, director del Departamento de Biología y Ciencias Afines, comenzó a formular la idea del proyecto en el otoño de 2022. Querían explorar la posibilidad de usar la tecnología de aprendizaje profundo para clasificar imágenes de dientes de dinosaurios. Esto significó cargar imágenes de dientes para entrenar al modelo de manera de clasificar una imagen, y entonces asignar la imagen a un grupo sobre la base del tipo de diente reconocido por el modelo.

Uno de los estudiantes de posgrado de Alférez en ese entonces, Jacob Bahn, estaba buscando un proyecto para su tesis de maestría. Alférez entonces lo invitó oficialmente a emprender el proyecto en octubre de 2022.

“Quedé sumamente intrigado por el proyecto, por más que nunca antes había trabajado con la tecnología de aprendizaje profundo”, dijo Bahn. Usando conjunto de datos de 487 imágenes de la colección de Snyder de dientes microfósiles de Pectinodon bakkeri, que se consiguieron durante las excavaciones en busca de dinosaurios en Wyoming, Estados Unidos, Bahn comenzó con el trabajo de recolección de datos.

Bahn organizó en primer lugar valores numéricos sobre la base de ciertas características de los dientes de dinosaurios y los cargó a un archivo, antes de aplicarles algoritmos de aprendizaje por máquinas. Como resultado, pudo crear tres agrupaciones diferentes de los dientes. A continuación, esos grupos fueron utilizados para entrenar un modelo de aprendizaje profundo que pudiera clasificar automáticamente las imágenes. El ochenta por ciento de las imágenes de Snyder fue utilizada en el entrenamiento, y después de un proceso de limpiado, el otro veinte por ciento fue utilizado para validar el modelo.

El modelo de aprendizaje profundo fue entrenado con el nuevo servidor GPU de la Facultad de Informática, que fue adquirido con fondos de una beca de investigación que les brindó el Consejo de Fe y Ciencia de la Asociación General de los Adventistas del Séptimo Día, además de las donaciones del Día de Contribuciones de Southern 2022.

Los resultados de la validación son prometedores, con un 71 por ciento de exactitud, un 71 por ciento de precisión, un 70,5 por ciento de memoria, y un 70,5 por ciento del índice F1, que indica la confiabilidad de cómo se usó el modelo en este contexto. Alférez, Bahn y Snyder siguen editando y modificando la tesis original de Bahn, con el objetivo de someterla a la revisión de pares y publicarla en una revista académica.

Bahn trabaja actualmente como ingeniero de programas informáticos de la Autoridad del Valle de Tennessee y dijo que lo entusiasma trabajar en el proyecto de Southern. “Es un punto de mi carrera muy interesante de compartir”, dice Bahn. “Siempre he sido un gran entusiasta en lo que respecta a la tecnología, entonces, ¿por qué no agregarle los dinosaurios a esa combinación?”

Los dos profesores dijeron que esta es la primera colaboración de su clase en Southern, una universidad adventista en Collegedale, Tennessee, Estados Unidos. “La naturaleza de este proyecto requiere muchos datos, y eso es algo que el equipo de biología puede brindar”, dijo Alférez. “Entonces, procesamos los datos de nuestro lado, del lado de la informática”.

Snyder concordó con él. “Para un proyecto como este, es fundamental contar con preparación en ambos campos para poder alcanzar el objetivo”.

Según Alférez y Snyder, este proyecto en colaboración ha abierto la puerta de la Facultad de Informática y el Departamento de Biología y Ciencias de la Salud Afines para desarrollar emprendimientos adicionales, con el objetivo de ofrecer más oportunidades de aprendizaje a los estudiantes.

“Vivimos en la era de la inteligencia artificial”, dijo Alférez. “Mediante estos proyectos, los estudiantes puede generar nuevos conocimientos y obtener la preparación necesaria para los empleos en los que la IA es sumamente buscada”.

La versión original de esta noticia fue publicada en el sitio de noticias de la Universidad Adventista Southern.

Traducción de Marcos Paseggi