論文の概要: Predicting Mycotoxin Contamination in Irish Oats Using Deep and Transfer Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.22243v1
- Date: Tue, 23 Dec 2025 20:08:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-30 22:37:29.926373
- Title: Predicting Mycotoxin Contamination in Irish Oats Using Deep and Transfer Learning
- Title(参考訳): ディープ・アンド・トランスファー・ラーニングによるアイルランドの麦のマイコトキシン汚染予測
- Authors: Alan Inglis, Fiona Doohan, Subramani Natarajan, Breige McNulty, Chris Elliott, Anne Nugent, Julie Meneely, Brett Greer, Stephen Kildea, Diana Bucur, Martin Danaher, Melissa Di Rocco, Lisa Black, Adam Gauley, Naoise McKenna, Andrew Parnell,
- Abstract要約: マイコトキシン汚染は穀物の品質、食品の安全性、農業生産性に重大なリスクをもたらす。
本研究は,アイリッシュオート作物のマイコトキシン汚染をマルチレスポンス予測タスクとして,ニューラルネットワークと移動学習モデルを用いて予測するものである。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Mycotoxin contamination poses a significant risk to cereal crop quality, food safety, and agricultural productivity. Accurate prediction of mycotoxin levels can support early intervention strategies and reduce economic losses. This study investigates the use of neural networks and transfer learning models to predict mycotoxin contamination in Irish oat crops as a multi-response prediction task. Our dataset comprises oat samples collected in Ireland, containing a mix of environmental, agronomic, and geographical predictors. Five modelling approaches were evaluated: a baseline multilayer perceptron (MLP), an MLP with pre-training, and three transfer learning models; TabPFN, TabNet, and FT-Transformer. Model performance was evaluated using regression (RMSE, $R^2$) and classification (AUC, F1) metrics, with results reported per toxin and on average. Additionally, permutation-based variable importance analysis was conducted to identify the most influential predictors across both prediction tasks. The transfer learning approach TabPFN provided the overall best performance, followed by the baseline MLP. Our variable importance analysis revealed that weather history patterns in the 90-day pre-harvest period were the most important predictors, alongside seed moisture content.
- Abstract(参考訳): マイコトキシン汚染は穀物の品質、食品の安全性、農業生産性に重大なリスクをもたらす。
マイコトキシンの正確な予測は、早期介入戦略をサポートし、経済的損失を減らすことができる。
本研究は,アイリッシュオート作物のマイコトキシン汚染をマルチレスポンス予測タスクとして,ニューラルネットワークと移動学習モデルを用いて予測するものである。
我々のデータセットはアイルランドで収集されたオークのサンプルからなり、環境、農業、地理的予測器が混在している。
5つのモデル手法として,ベースライン多層パーセプトロン(MLP),事前学習付きMLP,TabPFN,TabNet,FT-Transformerの3つの移行学習モデルが評価された。
モデル性能は回帰(RMSE, $R^2$)と分類(AUC, F1)を用いて評価した。
さらに、置換に基づく変数重要度分析を行い、両方の予測タスクで最も影響力のある予測器を同定した。
転送学習アプローチであるTabPFNは、全体的な最高のパフォーマンスを提供し、次にベースラインのMLPを提供する。
その結果,90日間の干ばつ期における気象履歴パターンが,種子含水量とともに最も重要な予測因子であることが判明した。
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