今(31)日,國家衛生研究院宣布,攜手國立清華大學開發「AI影像辨識技術精準判別實驗動物行為」系統,透過影像紀錄、深度學習及AI辨識技術,可連續24小時觀測實驗動物,並辨識至少8種行為。其中4種行為判定精準度可達90%以上,8種行為整體判定精準度則可達80%以上。此項研究發表於《iScience》。
國衛院指出,生物醫學研究經常透過細胞實驗、動物實驗及人體臨床試驗進行驗證,其中實驗動物的生理與行為變化,是評估治療安全性及有效性的重要依據。不過,傳統動物行為觀察多仰賴研究人員人工記錄,在長時間及連續觀察需求下,容易受到人力與觀察條件限制。
此次由國衛院生醫工程與奈米醫學研究所、實驗動物中心及國立清華大學共同合作。研究團隊建置可安裝於既有實驗動物飼育籠的多功能影像紀錄器,透過攝影機長時間記錄動物活動,再建立行為判別模型,並導入深度學習及AI辨識技術,將實驗動物行為轉換為可持續追蹤及分析的數據。
研究團隊表示,目前系統可連續24小時辨識至少8種動物行為,包括飲水、理毛、進食、搜尋、休息/睡覺、啃咬、抓癢及直立站立。其中4種行為判定精準度可達90%以上,8種行為整體判定精準度則可達80%以上,可協助研究人員掌握不同時間點的動物行為變化。
國衛院說明,目前國內外實驗動物研究普遍依循減量(Reduction)、取代(Replacement)及精緻化(Refinement)的「3R原則」。研究團隊此次開發的AI影像辨識技術,可持續記錄實驗動物不同時間點的行為與狀態,並進一步建立量化的生存品質指標,朝實驗動物研究精緻化方向發展。
另外,國衛院也提到,系統搭配實驗場域無線網路及資訊安全管理,可減少長時間人工觀察所需的人力,也有助於提升研究資料完整性。未來將持續推動跨領域及跨機構合作,並透過相關研究單位與學程培育具備生醫及工程能力的人才,擴大AI技術在生醫研究及實驗動物照護管理的應用。
(本新聞為國家衛生研究院提供,僅供參考。)