Bevezetés
Az OFELIA (Offline Forage Expert and Life Identification Assistant) egy többnyelvű mobilalkalmazás, amely lehetővé teszi a gombák, növények és állatok offline felismerését a természetben.
A projekt egy egyszerű felismerésből született: terepi környezetben gyakran nincs internet-hozzáférés, miközben a fajok pontos azonosítása életbevágó lehet – biztonsági, kutatási vagy fenntartható erőforrás-használati szempontból.
Az eszközön futó mesterséges intelligencia, a valós idejű képfelismerés és a konverzációs asszisztens kombinációjával az OFELIA segíti a természetjárókat, gyűjtögetőket, kutatókat és terepi szakembereket abban, hogy bárhol, bármikor megalapozott döntéseket hozhassanak.
A fejlesztés Magyarországról indult, szakmai partnerek – többek között a Magyar Mikológiai Társaság és az OpenBioMaps kutatási közösség – közreműködésével. Hosszú távú célja, hogy az OFELIA globálisan elismert terepi döntéstámogató rendszerré váljon.
Problémafelvetés
Évente több száz mérgezéses eset történik gombák és növények téves azonosítása miatt – ezek többsége megfelelő azonosító eszközökkel megelőzhető lenne. Sok faj megtévesztően hasonló, és még a szakértők is finom morfológiai jellemzőkre támaszkodnak.
A jelenlegi mobilalkalmazások vagy folyamatos internetkapcsolatot igényelnek, vagy nem elég pontosak ahhoz, hogy terepi körülmények között megbízható azonosítást nyújtsanak. Katonai, kutatási vagy vészhelyzeti kontextusban pedig a gyorsaság és a pontosság a biztonság feltétele.
Emellett a laikusok számára érthető, emberi nyelvű útmutatásra, míg a kutatók számára strukturált, interoperábilis adatgyűjtési lehetőségekre van szükség. Jelenleg nincs olyan átfogó offline megoldás, amely ezeket a felhasználói csoportokat egyesítené – ezt a hiányt hivatott az OFELIA betölteni.
A megbízható offline azonosító rendszerek hiánya stratégiai sebezhetőséget is jelent. Krízishelyzetekben vagy kommunikációs infrastruktúra-kiesés esetén egy autonóm terepi felismerő rendszer a lakossági biztonságot, a környezeti monitorozást és a nemzeti ellenállóképességet is erősítheti.
Az ilyen rendszernek a nemzeti polgári védelem és katasztrófavédelem infrastruktúrájának részévé kell válnia, hogy hálózati zavarok esetén is biztosítsa az állampolgárok és szakemberek számára a pontos azonosítást és az ökológiai adatokhoz való hozzáférést.
Célkitűzések
-
Pontos offline fajazonosítás biztosítása távoli, internetmentes környezetben.
-
Moduláris modellcsomagok kialakítása, hogy a felhasználók kiválaszthassák, mely taxonokat szeretnék letölteni.
-
Valós idejű eredmények elérése optimalizált MI-inferenciával.
-
A lakossági biztonság, a biodiverzitás-kutatás és a kritikus környezetekben zajló terepi műveletek támogatása.
-
Fajadatok integrálása az OpenBioMaps és más nyílt ökológiai adatbázisok rendszerébe.
-
Fejlesztés a nagy nyelvi modelleken (LLM) alapuló intelligens ügynökök irányába, kontextuális párbeszéd és tudásalapú következtetés érdekében.
-
Hozzájárulás a környezeti neveléshez és a fenntartható erdőgazdálkodáshoz.
-
Az OFELIA beillesztése a nemzeti polgári védelem és védelemtechnikai infrastruktúrába, biztosítva a működőképességet vészhelyzetek és hálózati kiesések esetén is.
A megoldás
Az OFELIA egy hibrid, mesterséges intelligencián alapuló rendszer, amely fejlett képfelismerő modelleket integrál egy intuitív, többnyelvű mobilfelülettel, így széles nemzetközi felhasználói kör számára is hozzáférhető.
Az alkalmazás segítségével a felhasználó lefényképezhet egy gombát, növényt vagy állatot, és néhány másodpercen belül azonosítási eredményt kap, akár hálózat nélkül is. A fejlesztés alatt álló chat-alapú asszisztens lehetővé teszi majd, hogy a felhasználó kérdéseket tegyen fel, és kontextuális magyarázatokat kapjon.
Az OFELIA nem hagyományos osztályozóként működik, hanem ember a folyamatban (human-in-the-loop) megközelítést alkalmaz: az MI célzott kérdéseket tehet fel (pl. spórapor színe, lemezek csatlakozása, tönk alakja), hogy finomítsa döntését. Ez az interaktív együttműködés ötvözi az emberi intuíciót a gépi precizitással, növelve a megbízhatóságot.
Az offline működés garantálja, hogy a rendszer teljes funkcionalitása elérhető marad távoli, adatkorlátozott vagy küldetéskritikus környezetben is.
Technológia
Az OFELIA architektúrája moduláris, skálázható és szervermentes, biztosítva a magánszféra védelmét és a robusztus működést.
Minden mesterséges intelligencia alapú feldolgozás helyben, az eszközön zajlik; felhasználói adatok nem kerülnek külső szerverre.
A jelenlegi prototípus ONNX-alapú számítógépes látásmodelleket használ, köztük egy YOLOv11n-CLS osztályozót, amely egy iPhone 15 Pro-n 40–45 ms, natív implementációban pedig 2 ms alatt képes a model kiértékelésére.
Az első fejlesztési szakaszban (Phase 1) az OFELIA szervermentes adatfolyamot alkalmaz, amelyben a felhasználói megfigyelések közvetlenül az OpenBioMaps rendszerbe kerülnek, biztosítva a nemzeti biodiverzitási adatbázisokkal való kompatibilitást.
A Conservation Officer (Természetvédelmi Felügyelő) alrendszer ezekből az aggregált adatokból dolgozik, támogatva a környezeti monitorozást és az adatalapú döntéshozatalt.
A kezdeti PWA-prototípus után már az 1. fázisban elkészülnek a natív iOS és Android alkalmazások, amelyek javított teljesítményt, fejlettebb offline adatkezelést és az eszközök szenzoraihoz, valamint MI-motorjaihoz való szoros integrációt kínálnak.
Az architektúra felkészült a jövőbeli LLM-integrációra, lehetővé téve az ügynökalapú MI funkciókat, mint például a következtetés, párbeszéd és feladatvégrehajtás.
Az OFELIA fejlesztése kezdettől fogva skálázható bővíthetőségre épült: új fajcsoportok és modulok integrálása gyorsan megvalósítható.
A energiahatékonyság alapelv: a modelleket kvantálással és gyorsított inferenciával optimalizálják, hogy minimális energiafogyasztás mellett is megőrizzék a pontosságot.
Tudomány és együttműködés
Az OFELIA minden tanítóadatát és MI-modelljét nyílt licencű (CC-BY / CC-BY-SA) forrásokból építi fel, ezzel biztosítva az átláthatóságot, reprodukálhatóságot és etikus adatfelhasználást.
Az alkalmazás aktívan hozzájárul a nyílt tudományos ökoszisztémához, elősegíti a határokon átnyúló együttműködést és a polgári részvételt a biodiverzitás megfigyelésében.
A rendszer kompatibilis a nyilvános API-kkal és nyílt adat-infrastruktúrákkal, mint például az OpenBioMaps, a GBIF és az iNaturalist.
A tudományos és természetvédelmi szervezetekkel kialakított partnerségek garantálják az ökológiai pontosságot és a gyakorlati alkalmazhatóságot.
