Classificazione morfometrica geometrica automatica delle ali dell’ape mellifera (Apis mellifera)
Autori: Rodrigues, P.J.; Gomes, W.; Pinto, M.A.
La classificazione delle api mellifere tramite la morfometria geometrica delle ali comporta il primo passaggio di annotazione manuale di 19 punti di riferimento nelle giunzioni delle vene delle ali anteriori. Si tratta di un’attività che richiede molto tempo e che è soggetta a errori, con implicazioni per l’accuratezza della classificazione.
In questo articolo, abbiamo sviluppato un software chiamato DeepWings© che supera questo vincolo nella classificazione della morfometria geometrica delle ali rilevando automaticamente i 19 punti di riferimento nelle immagini digitali dell’ala anteriore destra.
Abbiamo utilizzato un database contenente 7634 immagini delle ali anteriori, tra cui 1864 analizzate da F. Ruttner nella delineazione originale di 26 sottospecie di api mellifere, per mettere a punto una rete neurale convoluzionale come rilevatore di ali, una U-Net di apprendimento profondo come segmentatore di punti di riferimento e una macchina a vettori di supporto come classificatore di sottospecie.
Il rilevatore di ali MobileNet implementato è stato in grado di raggiungere un mAP di 0,975 e il segmentatore di punti di riferimento è stato in grado di rilevare i 19 punti di riferimento con una precisione del 91,8%, con una precisione posizionale media di 0,943 somiglianza con i punti di riferimento annotati manualmente.
Il classificatore di sottospecie, a sua volta, ha presentato una precisione media dell’86,6% per 26 sottospecie e del 95,8% per un sottoinsieme di cinque sottospecie importanti. L’implementazione finale del sistema ha mostrato buone prestazioni di velocità, richiedendo solo 14 s per elaborare 10 immagini.
DeepWings© è molto intuitivo ed è il primo software completamente automatizzato, offerto come servizio Web gratuito, per la classificazione delle api mellifere dalla morfometria geometrica delle ali.
DeepWings© può essere utilizzato per l’allevamento delle api mellifere, la conservazione e persino per scopi scientifici in quanto fornisce le coordinate dei punti di riferimento in formato Excel, facilitando il lavoro dei team di ricerca che utilizzano approcci di identificazione classici e strumenti analitici alternativi.