Башкирский аграрный университет становится центром цифрового фенотипирования

В рамках программы «Приоритет 2030» нацпроекта «Молодежь и дети» Башкирский государственный аграрный университет создаёт отечественные программно-аппаратные комплексы для селекции нового поколения в растениеводстве и животноводстве.

Оценка фенотипических признаков является фундаментом селекционной работы, превращая ее в управляемый процесс. Башкирский государственный аграрный университет формирует на своей базе Центр цифрового фенотипирования. Ключевая задача Центра — разработка импортозамещающих отечественных программно-аппаратных комплексов для автоматической оценки хозяйственно-полезных признаков сельскохозяйственных животных и растений с использованием машинного зрения, искусственного интеллекта и роботизированных систем с целью ускорения и повышения точности селекционного процесса.

Уже ведется активная работа и получены значимые результаты. По фенотипированию в свиноводстве на базе индустриального партнёра — селекционно-гибридного центра — развёрнут программно-аппаратный комплекс для цифрового фенотипирования свиней. Собраны и размечены 25 000 кадров для определения длины туловища; 37 000 кадров для подсчёта количества сосков. На основе этих датасетов создана модель машинного зрения и ИИ, которая автоматически выявляет ключевые селекционируемые признаки экстерьера и продуктивности. Это позволяет отказаться от трудоёмких ручных измерений и повысить точность отбора.

Все массивы данных (фенотипы, биохимия, метаболомика) интегрируются в цифровую платформу «СвиГен» — модульную систему управления племенной ценностью в свиноводстве с единой базой данных, алгоритмами предиктивного анализа оценки селекционной ценности и продуктивных качеств свиней, данных метаболомики свиней для коррекции технологии кормления, ранней диагностики заболеваний и сохранения ветеринарного благополучия.

По фенотипированию в растениеводстве разработан прототип программы для цифрового фенотипирования гороха, который автоматически определяет параметры, ранее оценивавшиеся вручную: длина стебля, количество междоузлий, продуктивных узлов, бобов, семян в бобе и др. Собрано 128 тыс. изображений гороха, размечено более 2000 растений по 9 признакам, получены нейросетевые модели с точностью до 93% (цель — 95%). Разработан пользовательский интерфейс приложения, реализованы алгоритмы построения карты глубины и 3D-модели растения.  

Все разработки интегрируются в единую цифровую среду: от получения изображений, разметки и обучения нейросетей до формирования баз данных фенотипов. Это обеспечивает полную независимость от зарубежного ПО и оборудования и создаёт основу для масштабирования технологий цифрового фенотипирования в селекционные центры России.

«Наша цель — технологический суверенитет в селекции. Программно-аппаратные комплексы, которые мы создаём в БашГАУ, позволяют полностью отказаться от ручного труда при оценке растений и животных и в разы ускорить создание новых сортов и пород. Это не разработки будущего — это работающие инструменты здесь и сейчас», — отмечает ректор БГАУ Илдар Габитов.    

Источник информации и фото: СРК Нацпроекты.