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                    客觀日本

                    利用AI預測藍鰭金槍魚卵孵化率,通過篩選降低養殖成本

                    2021年02月04日 農林牧漁

                    日本橫濱市立大學的寺山慧副教授等人組成的研究團隊開發出了利用人工智能(AI)高精度預測藍鰭金槍魚卵孵化情況的技術。通過只培育容易孵化的魚卵,可以高效生產魚苗,能降低不依賴天然資源的“完全養殖”的生產成本。今后計劃提高精度,并研究該技術能否用于其他魚種。

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                    孵化后的藍鰭金槍魚在圖中的水槽中飼養40天左右。妥善管理水溫和光照強度(圖片由水產研究與教育機構的玄浩一郎提供)

                    完全養殖是指從人工養殖的雌魚體內采卵孵化,生產養殖用魚苗的機制。這種方法在真鯛和比目魚身上已經取得成功,有助于在防止天然漁業資源枯竭的同時,實現魚類的穩定供應。

                    藍鰭金槍魚也成功實現了完全養殖,但魚卵中能成長為成魚并向市場供貨的只有0.1%左右,與其他魚種相比效率比較低。原因之一是魚卵孵化的概率不穩定。孵化率低時只有50%左右,平均孵化率也僅70~80%。即使成功孵化,還會有很多魚苗沒能長大就死亡,因此需要開發一種能在孵化前預測生長情況的方法。

                    研究團隊用顯微鏡拍攝了剛剛產下的約300個藍鰭金槍魚卵,并利用深度學習(AI的一種)分析了圖像。通過讓AI學習哪些卵已經孵化,然后測量孵化預測精度,發現能以86%左右的概率準確預測。預測準確率超過了經驗豐富的養殖研究人員(72%)。

                    另外還發現,預測系統主要著眼于魚卵的輪廓和卵中心的油球周圍的細胞質形狀等進行判斷。與經驗豐富的研究人員的判斷依據不矛盾。

                    此外,還預測了剛剛孵化后的仔魚的易存活性。易存活性是根據其中部分仔魚在不吃飼料的情況下的存活天數來確定的。AI根據魚卵圖像預測了“連續5天以上不進食能否存活”,正確率高達約80%。

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                    準確預測了易孵化性的魚卵示例(上圖)。研究發現,AI是根據圖像中魚卵中心的油球周圍的細胞質形狀等進行預測的(下圖)=圖片由橫濱市立大學提供

                    研究團隊預測,利用該預測技術可以降低魚卵和仔魚的養殖成本。魚卵需要2天左右的時間孵化,仔魚約在水槽中養殖40天。水溫要保持在26度左右,還需要管理光照強度。例如,如果利用孵化預測技術預測到某一天產下的大量魚卵的一部分孵化率比較低,則可以視為這一天產下的魚卵的整體孵化率也比較低,因此可以放棄人工孵化,降低管理成本。反之,如果預測是容易存活的魚卵,則可以高效投喂飼料等,精心進行管理。

                    孵化率因產卵日而異的原因尚不清楚。熟悉金槍魚養殖的日本水產研究與教育機構金槍魚養殖部長玄浩一郎介紹說:“剛開始產卵后以及向魚塘中投放新的雌魚時,魚卵質量可能會下降”。如果能查清原因,有望進一步提高效率。

                    日文:尾崎達也,《日經產業新聞》,2021年1月19日
                    中文:JST客觀日本編輯部