STRATEGIC DIRECTIONS FOR THE APPLICATION OF ARTIFICIALINTELLIGENCE IN MICROBIOLOGICAL MONITORING OF WATERBODIES: EXPLANABLE MODELS AND MULTI-MODE INTEGRATION

2025

Full text Open access: Hybrid Metadata (CSL-JSON)
DOI 10.51885/3134-8025_jics_2026_1_3
Data confidence 70 medium
How this score is calculated

It is built from checkable properties of the record itself: whether the article has a DOI, how many independent sources confirmed its data, whether the required fields are filled in, and how recent the latest confirmation is. Disagreement between sources and a missing identifier lower it. A value of 80 or above means the record was published without further checking; 60 to 79 means it is published at reduced confidence, with a manual check advisable. A record verified by an editor by hand is never pushed below 90 by a recalculation. This scores our data about the article, not the article itself.

Abstract

В статье проведён критический анализ современных подходов к применению искусственного интеллекта в микробиологическом мониторинге водных объектов. Показано, что высокая точность моделей глубокого обучения, обученных на общепринятых наборах данных (например, DIBaS), часто является следствием методологически некорректного разделения данных и приводит к переоценке реальных возможностей моделей. При использовании более строгих стратегий валидации, имитирующих реальные условия работы (strain-wise splitting), точность классификации значительно снижается, что свидетельствует о наличии кризиса обобщения.Обоснована необходимость перехода от традиционных сверточных нейронных сетей к объяснимым архитектурам и мультимодальным моделям, интегрирующим изображения с геномными данными (k-меры). Такой подход позволяет повысить интерпретируемость, устранить фенотипическую неоднозначность и улучшить способность моделей корректно классифицировать новые бактериальные штаммы. Предложены два стратегических направления: внедрение самообъяснимого ИИ для верификации морфологических признаков и разработка мультимодальных систем для прогнозирования функциональных характеристик микроорганизмов. Полученные результаты формируют основу для создания надёжных инструментов экомониторинга новогопоколения.