นักวิจัยจาก Oregon State University College of Engineering ได้ใช้พลังของปัญญาประดิษฐ์เพื่อช่วยปกป้องผึ้งจากยาฆ่าแมลง
15 กรกฎาคม 2022 รัฐออริกอน
Cory Simonผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมี และ Xiaoli Fernรองศาสตราจารย์ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ เป็นผู้นำโครงการซึ่งเกี่ยวข้องกับการฝึกโมเดลการเรียนรู้ด้วยเครื่องเพื่อทำนายว่าสารกำจัดวัชพืช สารฆ่าเชื้อรา หรือยาฆ่าแมลงที่เสนอใหม่จะเป็นพิษต่อผึ้งหรือไม่ โครงสร้างโมเลกุลของสารประกอบ
ผลการวิจัยซึ่งปรากฏบนหน้าปกของ The Journal of Chemical Physics ในฉบับพิเศษ “Chemical Design by Artificial Intelligence” มีความสำคัญเนื่องจากพืชผล ถั่ว ผัก และเมล็ดพืชจำนวนมากต้องอาศัยการผสมเกสรของผึ้ง
หากไม่มีผึ้งถ่ายละอองเรณูที่จำเป็นสำหรับการสืบพันธุ์ พืชผลทางการค้าเกือบ 100 ชนิดในสหรัฐอเมริกาจะหายไป ผลกระทบทางเศรษฐกิจทั่วโลกของผึ้งนั้นคาดว่าจะเกิน 100 พันล้านดอลลาร์ต่อปี
“สารกำจัดศัตรูพืชถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในการเกษตร ซึ่งเพิ่มผลผลิตพืชผลและให้ความมั่นคงด้านอาหาร แต่ยาฆ่าแมลงสามารถทำร้ายสัตว์ที่อยู่นอกเป้าหมายเช่นผึ้ง” ไซมอนกล่าว “และเนื่องจากแมลง วัชพืช ฯลฯ ในที่สุดก็พัฒนาความต้านทาน ยาฆ่าแมลงชนิดใหม่จึงต้องได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ยาฆ่าแมลงที่ไม่เป็นอันตรายต่อผึ้ง”
นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Ping Yang และ Adrian Henle ใช้ข้อมูลความเป็นพิษของผึ้งจากการทดลองการสัมผัสสารกำจัดศัตรูพืชซึ่งเกี่ยวข้องกับโมเลกุลของสารกำจัดศัตรูพืชเกือบ 400 ชนิด เพื่อฝึกอัลกอริทึมในการทำนายว่าโมเลกุลของสารกำจัดศัตรูพืชชนิดใหม่จะเป็นพิษต่อผึ้งหรือไม่
“แบบจำลองนี้แสดงถึงโมเลกุลของสารกำจัดศัตรูพืชโดยใช้ชุดสุ่มเดินบนกราฟโมเลกุลของพวกมัน” นายหยางกล่าว
การเดินสุ่มเป็นแนวคิดทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายเส้นทางคดเคี้ยวใดๆ เช่น บนโครงสร้างทางเคมีที่ซับซ้อนของสารกำจัดศัตรูพืช ซึ่งแต่ละขั้นตอนตามเส้นทางจะถูกตัดสินโดยบังเอิญ ราวกับว่าด้วยการโยนเหรียญ
ลองนึกภาพ Yang อธิบายว่าคุณกำลังออกไปเดินเล่นตามโครงสร้างทางเคมีของยาฆ่าแมลงโดยไร้จุดหมาย โดยเริ่มจากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมผ่านพันธะที่ยึดสารประกอบไว้ด้วยกัน คุณเดินทางแบบสุ่ม แต่ติดตามเส้นทางของคุณ ลำดับของอะตอมและพันธะที่คุณเยี่ยมชม จากนั้นคุณออกไปที่โมเลกุลอื่น เปรียบเทียบชุดของการบิดและเปลี่ยนเป็นสิ่งที่คุณเคยทำมาก่อน
“อัลกอริธึมประกาศโมเลกุลสองตัวที่คล้ายคลึงกันหากพวกเขาเดินร่วมกันหลายครั้งด้วยลำดับอะตอมและพันธะเดียวกัน” นายหยางกล่าว “แบบจำลองของเราทำหน้าที่เป็นตัวแทนสำหรับการทดลองความเป็นพิษของผึ้ง และสามารถใช้เพื่อตรวจสอบความเป็นพิษของโมเลกุลของสารกำจัดศัตรูพืชที่เสนอได้อย่างรวดเร็ว”
เรื่องโดย:
Steve Lundeberg, 541-737-4039
steve.lundeberg@oregonstate.edu
แหล่งที่มา:
Cory Simon, 541-773-8875
Cory.Simon@oregonstate.edu
ที่เกี่ยวข้อง
ผึ้งสามารถแมปสีได้ดีกว่ามดหรือไม่?
ฟีโรโมนใหม่สร้างความฮือฮาเกี่ยวกับผึ้งตัวเก่า
ผึ้งสังคมทำเครื่องหมายดอกไม้อันตรายด้วยสัญญาณทางเคมี
หมวดหมู่โลก พลังงานและสิ่งแวดล้อม , ชีวิตและอมนุษย์การนำทางโพสต์
