World Wide Web of Plankton Image Curation (www.pic)

• Processo: 18/24167-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2023
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação - Metodologia e Técnicas da Computação
• Acordo de Cooperação: Belmont Forum
• Pesquisador responsável: Nina Sumiko Tomita Hirata
• Beneficiário: Nina Sumiko Tomita Hirata
• Pesquisador Responsável no exterior: Jean-Olivier Irisson
• Instituição Parceira no exterior: Université Paris-Sorbonne (Paris 4), França
• Instituição Sede: Instituto de Matemática e Estatística (IME). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Roberto Hirata Junior ; Rubens Mendes Lopes
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/10770-0 - Teste e validação de métodos interativos para rotulação de imagens de plâncton, BP.TT; 23/00205-3 - Suporte técnico ao desenvolvimento de métodos eficientes para a classificação de imagens de plâncton, BP.TT; 22/15744-4 - Teste e validação de métodos interativos para rotulação de imagens de plâncton, BP.TT; + mais bolsas vinculadas 22/09376-2 - Métodos eficientes para a classificação de imagens de plâncton, BP.PD; 21/02902-8 - Suporte técnico para o projeto World Wide Web of Plankton Image Curation (WWW.PIC), BP.TT; 20/15170-2 - Métodos eficientes para classificação de imagens de plâncton, BP.PD - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Aplicação web e-Science Banco de dados Aprendizado computacional Plâncton Imagem digital
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aprendizado de Máquina | big data | Plâncton | Reconhecimento de objetos em imagens microscópicas | Visão Computacional | e-Science

Resumo

Pesquisas científicas estão gerando um número crescente de imagens digitais, de micrografias de células a imagens de galáxias. Instrumentações automatizadas podem capturar muitas imagens, que são automaticamente processadas para gerar dados. Para que esses dados possam ser úteis à comunidade científica e beneficiar o público em geral, a geração deve ser rápida (mesmo para milhões de imagens), consistente, e os dados facilmente compartilháveis. Em ciências ambientais, as questões comuns são: quantos organismos estão persentes em um dado ambiente? O quão diversos eles são? Isto muda com o tempo? O imageamento digital pode ajudar a responder estas questões, particularmente no ambiente subaquático, onde a observação direta pelos humanos é difícil. Por exemplo, imagens de bilhões de organismos planctônicos (i.e., organismos que são carregados pelas correntes) tem sido coletadas e precisam ser analisadas. Plânctons contribuem largamente na regulação do clima na Terra, na produção do oxigênio que respiramos, na alimentação dos peixes que consumimos, etc. Estimar sua abundância e diversidade é portanto crítico. Porém, os esforços para processar e classificar as imagens para estudos ecológicos encontram-se espalhados e não são inter-operáveis. O principal objetivo deste projeto é a criação de aplicações web (World Wide Web of Plankton Image Curation applications -- WWW.PIC) que colete as images de plâncton, permita aos cientistas nomearem-os consistentemente, armazene informações ecológicas associadas (tais como data e localização), e torne todos os dados facilmente acessíveis à comunidade. O serviço deverá aproveitar-se de avanços de ponta em desenho de banco de dados e em aprendizado de máquina para processar bilhões de imagens, será hospedado em servidores web públicos para serem acessados facilmente, e irá fomentar um ambiente de colaboração e compartilhamento valorizado pelo Belmont Forum, passos que acreditamos serem essenciais para o progresso da Ciência. Esta infraestrutura será então usada para os estudos que tem-se mostrado um grande desafio na ausência dela, tais como o monitoramento rápido de plâncton para a avaliação da saúde de um ecossistema, ou estimação global de distribuição da diversidade planctônica e sua contribuição para o armazenamento de carbono e para a produtividade de ecossistemas. (AU)