I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.  1 5 ,   No .   3 ,   J u n e  2 0 2 6 ,   p p .   2685 ~ 2 6 9 7   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 3 . p p 2 6 8 5 - 2 6 9 7           2685     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   A nov el deep  lear ning - ba sed po llin a tor species cla ss i ficatio n  using  t he m ultim o da l species - ima g e  regu la riza tion   f ra mewo rk       P o o j a   H a dim a ne 1 ,   Ash o ka   K uk k uv a da 2   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   B a p u j i   I n st i t u t e   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   T e c h n o l o g y     ( A f f i l i a t e d   t o   V i sv e s v a r a y a   Te c h n o l o g i c a l   U n i v e r si t y ,   B e l a g a v i ) ,   D a v a n g e r e ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i o n   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   B a p u j i   I n st i t u t e   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   Te c h n o l o g y     ( A f f i l i a t e d   t o   V i sv e s v a r a y a   Te c h n o l o g i c a l   U n i v e r si t y ,   B e l a g a v i ) ,   D a v a n g e r e ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   1 1 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Ma r   9 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Ap r   2 2 ,   2 0 2 6       P o ll i n a to rs,   su c h   a s  b e e s,  b u tt e rfli e s,  a n d   o th e r  in se c ts,  a re   e s se n ti a l  to   m a in tain in g   b io d iv e rsit y   a n d   e n su rin g   a g ricu lt u ra l   p r o d u c ti v it y ,   with   o v e r   8 0 %   o f  fl o we rin g   p lan ts  a n d   7 5 %   o f  g lo b a l  fo o d   c ro p s  re ly i n g   o n   th e m   fo r   su c c e ss fu l  re p ro d u c ti o n .   Ho we v e r,   p o ll in a to r  p o p u lati o n s   a r e   fa c in g   sig n ifi c a n t   d e c li n e s  d u e   t o   e n v ir o n m e n tal  c h a n g e s,  h a b it a t  d e stru c ti o n ,   a n d   c li m a te  c h a n g e ,   p o si n g   su b sta n t ial  risk s  to   e c o sy ste m s  a n d   g l o b a l  fo o d   se c u rit y .   Th is  p a p e r  in tr o d u c e s  th e   m u lt imo d a l  sp e c ies - ima g e   re g u lariz a ti on   (M S IR)  fra m e wo rk   fo r  a u to m a ti n g   t h e   c las sifica ti o n   o f  p o ll i n a to r  sp e c ies   u sin g   b o t h   b in a ry   c las sifica ti o n   ( p o ll i n a to r   v s.   n o n - p o l li n a t o r)  a n d   m u lt icla ss   c las sifica ti o n   (b e e   g e n e ra ).   T h e   fra m e wo rk   in teg ra tes   m u lt imo d a l  d a ta ,   in c lu d in g   v isu a l   ima g e s  o f   p o ll i n a to rs  a n d   sp e c ies   d e tails  s u c h   a s  g e n u s,   fa m il y ,   a n d   e n v ir o n m e n tal   fa c to r s,  to   imp r o v e   a c c u ra c y   a n d   sc a lab il it y .   Th e   sy ste m   lev e ra g e s  th e   m u lt imo d a l  c o n tras ti v e   lea rn in g   fra m e wo rk   ( M CLF )  t o   a li g n   b o th   ima g e   a n d   sp e c ies - d e t a il   fe a tu re s  in t o   a   u n ifi e d   e m b e d d in g   sp a c e ,   e n a b li n g   m o r  e ffe c ti v e   c las sifica ti o n .   Ad d it i o n a ll y ,   t h e   fra m e wo rk   a p p li e s   ima g e - sp e c ies   p ro to ty p e   re g u lari z a ti o n   (IS P R)  a n d   sp e c ies - d e tail  p ro to ty p e   re g u lariz a ti o n   (S DPR)   to   fu rt h e r  e n h a n c e   t h e   c las sifica ti o n   a c c u ra c y   b y   re g u lariz in g   th e   t u n a b le  we ig h ts  b a se d   o n   p ro t o t y p e   a li g n m e n t.   Th e   p ro p o se d   d e e p   lea rn i n g   (DL)   m o d e l  is  e v a lu a te d   a g a in st   trad it i o n a l  m a c h in e   lea rn in g   (M L)   m e th o d s,  s u c h   a s  ra n d o m   fo re st   (RF ) ,   a n d   d e m o n stra tes   su p e rio r   p e rfo rm a n c e   o n   k e y   m e tri c s,  in c lu d i n g   a c c u ra c y ,   p re c isi o n ,   re c a ll ,   a n d   F 1 - sc o re .   K ey w o r d s :   C lim ate  ch an g e   I m ag e - s p ec ies p r o t o ty p e  r eg u lar izatio n   Mu ltimo d al  co n tr asti v e  lear n in g   f r am ewo r k   Mu ltimo d al  s p ec ies - im ag e  r eg u lar izatio n   Po llin atio n   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Po o ja  Had im an e   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g in ee r in g ,   B ap u ji  I n s titu te  o f   E n g in ee r in g   a n d   T e ch n o lo g y   ( Af f iliated   to   Vis v esv ar ay a  T e ch n o lo g ical  Un iv er s ity ,   B elag av i)   Dav an g er e,   I n d ia   E m ail: p o o jah _ 1 2 @ r ed if f m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Po llin ato r s   p lay   a n   ess en tial  r o le  in   m ai n tain in g   b io d i v er s ity   an d   en s u r i n g   a g r icu ltu r al   p r o d u ctiv ity ,   with   o v er   8 0 %  o f   f lo wer in g   p lan ts   an d   7 5 %  o f   g lo b al  f o o d   cr o p s   r ely in g   o n   p o llin atio n .   Ho wev er ,   p o llin ato r   p o p u latio n s   ar e  u n d er   th r ea t  d u e  to   en v ir o n m en tal  ch a n g e s ,   h ab itat  d estru ctio n ,   an d   cli m ate  ch an g e,   wh ich   p o s e  s ig n if ican t   r is k s   to   b o th   ec o s y s tem s   an d   f o o d   s ec u r ity .   T r ad itio n al   m eth o d s   o f   id en tif y in g   an d   class if y in g   p o llin ato r   s p ec ies  ar e  lab o r - in ten s iv e   an d   lim ite d   b y   th e  d ec r ea s in g   n u m b er   o f   tax o n o m is ts .   T h ese  ch allen g es  ca ll  f o r   a d v an ce d   s o lu tio n s   th at  lev er ag e  a r tific ial  in tellig en ce   ( AI )   an d   d ee p   lear n in g   ( DL )   to   au to m ate  th e  class if icatio n   p r o ce s s ,   p r o v id i n g   ac cu r ate  an d   s ca lab le  s y s tem s   f o r   m o n ito r in g   p o llin ato r   s p ec ies.  T h is   p ap er   in tr o d u ce s   a  n o v el  DL   f r am ewo r k   th at   in teg r ates  m u ltimo d al  d ata,   in clu d in g   v is u al  an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  1 5 ,   No .   3 ,   J u n e  2 0 2 6 :   2 6 8 5 - 2 6 9 7   2686   en v ir o n m en tal  f ac t o r s ,   to   en h an ce   p o llin ato r   class if icatio n   an d   v u ln er a b ilit y   ass ess m en t,  ad d r ess in g   a   cr itical   g ap   in   ec o lo g ical  s tu d ies an d   c o n s er v atio n   e f f o r ts .   I n   n at u r al  e n v ir o n m en ts ,   m a n y   an im als  ar e   in ter s p ec if ically   b io tic  with   p lan ts ,   a   ca s e  o f   h er b iv o r es  an d   p o llin ato r s .   Plan ts   h av in g   d ef en s iv e  s y s tem s   ar e  p lace d   u n d er   h ea v y   s elec tiv e  p r ess u r es  f r o m   h er b iv o r es   th at  ea t  p lan t  m ater ial  o n   a  lar g e  s ca le  b y   h er b iv o r es.  T h ese  ty p es  o f   d ef en s es   v ar y   i n   ch ar ac ter is tics   b ased   o n   th e  ch em ical  s en s itiv ity   an d   t h e  f ee d in g   b e h av io r s   o f   h er b i v o r es  o f   v ar i o u s   s p ec ies.  Po llin ato r s ,   o n   th e  o th er   h an d ,   b y   m ea n s   o f   m u tu alis tic  in ter ac tio n s   with   p lan ts ,   will  s elec t  s o m e  p h y s ical  tr ait  a n d   s ev er al   s ig n als  o f   in cr ea s ed   s u cc ess   o f   th e  p o l len   tr an s p o r t.  Selectio n   p r ess u r es  b y   d if f e r en t  p o llin at o r s   ca n   m ain tain   th e   d if f er en t  ev o lu tio n   in   p lan t  p o p u latio n s   an d   s p ec ies  s in ce   th ey   p o s s ess   d if f er en t  p h y s ical  f ea tu r es  an d   s en s o r y   p r ef er en ce s .   T h e  ec o lo g ical  c o m p o n en ts   ar e  in ter co n n ec te d   d if f er e n tly ;  th e  s o il  ty p e  a n d   th e  p la n t - an im al   in ter ac tio n s   ar e  s o m e  ex a m p les  o f   th is .   I n   a   p r o ce s s   o f   p h en o t y p ic  p last icity ,   th e   s o i l  ty p e  h as  a  h u g e   in f lu en ce   o n   th e  p lan t  p h y s io lo g y   an d   m o r p h o lo g y ,   an d   s u b s eq u en tly ,   it  im p ac ts   th e  p lan t - p o llin ato r   an d   p lan t - h er b iv o r e  in ter ac tio n s .   Ma s s iv e  d ea th s   o f   in s ec t s   h a v e  b ee n   r ep o r ted   ev en   in   th e  s o - ca lled   p r is tin e  en v ir o n m en ts .   T h ese  r ep o r ts   co n tr ib u te  to   th e  ex is tin g   is s u e  o f   b io d iv er s ity   o n   th e  g lo b e.   T h er e  is   m o u n tin g   ev id en ce   to   in d icate   th at  i n s ec t  lo s s es  ar e  d r am atic  b o t h   in   ter m s   o f   tax o n o m y   an d   g eo g r a p h y .   Simp le  p r o ce s s es  in   th e  ec o s y s tem ,   s u ch   as  p o llin atio n ,   d ec o m p o s itio n ,   an d   m an a g em en t  o f   b io lo g ical  p ests ,   h av e   m an y   s p ec ies  th at  r ely   o n   th e m ,   s u ch   as  h u m an   b ein g s .   T h e  lo s s   o f   th ese  p r o ce s s es  is   a  s er io u s   th r ea t  to   th e  s tab ilit y   o f   th e  ec o s y s tem s   an d   b io d iv er s ity   [ 1 ] – [ 3 ] .   I n s ec t p o llin ato r s   ar e  v ital  to   th e  welf ar e  o f   th e  ter r estrial  ec o s y s tem   as  well  as  h u m an   li f e.   B y   a  c o u n t o f   8 % ,   o f   all  th e  1 , 4 0 0   cr o p   s p ec ies  g r o wn   w o r ld wid e  to   p r o v id e   f o o d   to   h u m an s   an d   p la n t - b as ed   in d u s tr ial  p r o d u cts,  an im al  p o llin atio n   is   r eq u ir ed .   Po llin a to r s   ar e  r eq u ir ed   to   en s u r e  th at  ec o s y s tem s   ar e  p r eser v ed ,   f o o d   p r o d u ctio n ,   an d   n atu r al   r eso u r ce s   a r e   p r eser v ed   th r o u g h   ec o s y s tem   s er v ices.  As  h ig h ly   v alu ab le  r eso u r ce s ,   b o th   m an ag ed   an d   wild   p o p u latio n s   o f   p o llin ato r s   ar e  f ac in g   s ev e r e  p r ess u r es  with   a   s ig n if ican t  c o n s eq u e n ce   t o   th e  wo r ld ' s   f o o d   s ec u r ity .   T h e  d ec lin e  in   d iv er s ity   an d   th e  n u m b er   o f   in s ec ts   is   o n e  o f   th e  m o s t  s ig n if ican t  is s u es  th at  h u m an k in d   f ac es  to d ay .   T h e  in s ec ts   o f f er   s p ec ial  im p ed im en ts   to   p o p u latio n   s u r v eillan ce   d u e   to   th eir   s m all  s ize  an d   th e   lab o r i o u s   n atu r e  o f   m o r e   tr ad itio n al  m ec h an is m s   o f   t h e ir   co llectio n   an d   id en tific atio n .   I t  is   in cr ea s in g ly   b ec o m in g   d if f icu lt  to   id e n tify   th e  p o llin ato r s ,   p ar ticu lar l y   b ee s ,   tax o n o m ically ,   d u e  to   th e  d win d lin g   n u m b er   o f   i n s ec t  tax o n o m is ts .   Mo r eo v er ,   o n e  ca n n o t  f in d   m an y   r ea d ily   ac ce s s ib le  r eso u r ce s   to   ed u ca te  th e  g en er al  p o p u latio n   an d   f u t u r e   g en er atio n s   o n   th e  a b ilit y   to   id en tify   d if f e r en t in s ec ts   an d   p o l lin ato r   s p ec ies.   Oth er   f ac to r s   th at  r esu lt  in   th e  lo s s   o f   p o llin ato r s   h av e  b ee n   s tatis tica lly   m o d eled   o f   o p p o r tu n is tic   d ata  an d   f ield   s tu d ies,  s u ch   as   p esti cid e  ex p o s u r e,   la n d   u s e,   an d   clim ate  ch an g e.   No n eth eless ,   o n e  ca n n o t  tell   h o w  r elev an t  ea c h   o f   th em   is   co n ce r n i n g   th e  ca u s e  o f   d ec r ea s es  at  v ar y in g   s izes  u n less   th er e  is   lo n g - te r m   ab u n d a n ce   d ata.   I n   ad d itio n ,   th e  p r im ar y   co n ce r n   o f   th e  r eg u latio n   o f   th e  wild   p o llin a to r s   in   th e  Un ited   Kin g d o m   ( UK )   an d   th e  r est  o f   th e  co u n tr ies  is   th e  s u b s id ie s   o f f er ed   to   f a r m er s   u n d er   t h e  ag r i - en v ir o n m en t  s ch em e.   T h ese  s u b s id ies  p r o m o te  th e  ap p licatio n   o f   ag r i - e n v ir o n m en t  m eth o d s ,   in clu d in g   f ield   m ar g in s   th a t   ar e  h ig h   in   f lo wer s   a n d   h ed g e  p r eser v atio n .   T h e  b en ef ici al  ef f ec ts   h av e   b ee n   r ea lized   in   th ese  e f f o r ts   i n   r ed u cin g   lo ca l  s ca les  with   r esp ec t  to   t h e  p o llin ato r   v ar iety ,   ac tiv ity ,   an d   p o llin atio n   s er v ic es,  b u t  m o r e  li k ely ,   th ey   ar e  s h o r t - liv ed   ter m i n i o f   f lo wer   v is its ,   n o t p er m a n en t p o p u latio n   i n cr ea s e  [ 4 ] .   Ag r icu ltu r al  tech n o lo g y   h as  a d v an ce d   s ig n if ican tly ,   b u t  th er e  ar e  s till   n o   s y s tem s   d esig n ed   ex p r ess ly   f o r   th e  au to m ated   d etec tio n   a n d   class if icatio n   o f   p o llin ato r s .   T h e  m ajo r ity   o f   cu r r e n t a p p r o ac h es tar g et  in s ec t s   an d   p ests ;  th u s ,   cr ea tiv e  s o lu tio n s   ar e  n ee d ed   to   s o lv e  th is   u r g en t  p o llin ato r - r elate d   is s u e .   I d en tific atio n   an d   ca teg o r izatio n   o f   p o llin ato r   s p ec ies  ar e  ess en tial   f o r   ec o lo g ical  s tu d ies  an d   ag r icu ltu r al  u s es.  B ec au s e  th ey   allo w  m an y   f lo wer in g   p la n ts   to   r ep r o d u ce ,   p o llin ato r s — in s ec ts   lik e  b ee s ,   b u tter f lies ,   an d   m o th s — ar e  cr u cial   to   m ain tain in g   b i o d iv er s ity   a n d   ec o s y s tem s .   Fo r   s ev er al  r e aso n s ,   th ese  s p ec ies  m u s t  b e  p r ec is ely   class if ied   an d   id en tifie d   [ 5 ] .   C o n s er v atio n   o f   b i o d iv er s ity :  o v er   8 0 %  o f   f lo wer in g   p lan ts   r ely   o n   p o llin ato r s   f o r   r ep r o d u ctio n ,   h ig h lig h tin g   th eir   cr itical  r o le  in   m ai n tain in g   b io d iv er s ity .   B y   ac c u r ately   id en tify i n g   an d   ca teg o r izin g   p o llin ato r   s p ec ies,  s cien tis ts   ca n   m o n ito r   f lu ctu atio n s   in   s p ec ies  p o p u latio n s   a n d   en h a n ce   th eir   co m p r eh e n s io n   o f   ec o lo g ical   d iv er s ity .   C o n s er v atio n   in itiat iv es  aim ed   at   p r o tectin g   t h r e aten ed   s p ec ies  an d   en s u r in g   th e  o v er all  h ea lth   o f   ec o s y s tem s   ar e  cr itical.   Ag r icu ltu r al  p r o d u ctiv ity :  p o llin ato r s   ar e  r esp o n s ib le   f o r   th e  s u cc ess f u l  p r o d u ctio n   o f   ap p r o x im ately   7 5 %  o f   th e  wo r ld ' s   f o o d   cr o p s .   T h e  ess en tial  co m p o n e n ts   f o r   h u m an   n u tr itio n   an d   f o o d   s ec u r ity   en c o m p ass   f r u its ,   v e g eta b les,  n u ts ,   an d   s ee d s .   Acc u r at e  class if icatio n   an d   m o n ito r in g   o f   p o llin ato r   s p ec i es  co n tr ib u te  to   ass ess in g   th e  h ea lth   o f   th ese  p o p u latio n s ,   e n s u r in g   th eir   a b ilit y   to   p r o v i d e  ess en tial  s er v ices.  Un d er s tan d in g   th e  e f f icien cy   o f   v ar io u s   s p ec ies  as  p o llin ato r s   f o r   s p ec if ic  cr o p s   en ab les  f ar m er s   an d   ag r ic u ltu r alis ts   to   en h an ce   th eir   p o ll in atio n   s tr ateg ies,  th er eb y   in cr ea s in g   b o th   cr o p   y ield s   an d   q u ality .   E c o s y s tem   s er v ices  an d   f u n ctio n ality :  p o l lin ato r s   p lay   a  c r itical  r o le  b e y o n d   a g r icu ltu r e   b y   s u p p o r tin g   ess en tial  ec o s y s tem   s er v ices,  in clu d in g   th e  r esto r atio n   o f   n atu r al  h ab itats   an d   th e  en h an ce m e n t    o f   g en etic  d iv er s ity   am o n g   p lan t  s p ec ies.  Acc u r ate  id en t if icatio n   an d   class if icatio n   o f   p o llin ato r   s p ec ies  en ab le  r esear ch er s   to   m o n ito r   ec o s y s tem   f u n ctio n in g   an d   ass es s   th e  co n d itio n   o f   n at u r al  en v ir o n m en ts .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       A   n o ve l d ee p   lea r n in g - b a s ed   p o llin a to r   s p ec ies cla s s ifica tio n   u s in g   th e  mu ltimo d a l  …   ( P o o ja   Ha d ima n e)   2687   T h e  eq u ilib r iu m   o f   ec o s y s tem s   is   co n tin g en t   u p o n   th is   k n o wled g e,   p ar ticu la r ly   i n   th e  c o n tex t   o f   en v ir o n m en tal  ch a n g es  s u ch   as  p o llu tio n ,   h ab itat  d eg r a d atio n ,   a n d   clim ate   ch an g e.   C lim ate  ch an g e   im p ac t   ass es s m en t:  th e  ev alu atio n   o f   clim ate  ch a n g e   ef f ec ts   o n   ec o s y s tem s   n ec ess itates  ac cu r ate  class if icatio n   an d   id en tific atio n   o f   p o llin ato r   s p e cies.  T h e  d is tr ib u tio n   an d   b e h av io r   o f   p o llin ato r s   ar e   in f lu e n ce d   b y   f lu ctu atio n s   in   tem p er at u r e,   p r ec ip itatio n ,   an d   v a r io u s   clim atic  f ac to r s .   Mo n ito r in g   s p ec ies  d iv er s ity   an d   p o p u latio n   d y n am ics  en ab les  r esear ch er s   to   d etec t  ea r ly   s ig n s   o f   clim ate - in d u ce d   s tr ess   in   ec o s y s tem s   an d   im p lem en t   p r o tectiv e  m ea s u r es a cc o r d in g ly .   Po llin atio n   m an ag em e n t  an d   co n s er v atio n   s tr ateg ies:   ef f ec tiv e  m an ag e m en t  o f   p o llin ato r   p o p u latio n s   is   ess en tial  f o r   s u s tain in g   th eir   p o llin atio n   r o les  in   b o th   n at u r al  ec o s y s te m s   an d   ag r ic u ltu r al  en v ir o n m en ts .   T h e   id en tific at io n   an d   class if icatio n   o f   p o ll in ato r   s p ec ies  co n tr i b u te  to   th e  f o r m u latio n   o f   tar g eted   c o n s er v atio n   s tr ateg i es.  T h ese  s tr ateg ies  en c o m p a s s   th e  p r eser v atio n   o f   c r itical  p o llin ato r   h ab itats ,   h ab itat  r esto r atio n   ef f o r ts ,   a n d   th e   cr ea tio n   o f   en v ir o n m en ts   th at  s u p p o r t  p o llin ato r   p o p u latio n s .   T h is   ap p r o ac h   en s u r es  th e  av ailab il ity   o f   p o llin ato r s ,   wh ic h   is   ess en tial  f o r   th e  m ain ten a n ce   o f   n atu r al  ec o s y s tem s   an d   th e  s u s tain ab ilit y   o f   th e  f o o d   s u p p ly .   C o n tr o l  o f   in v asiv e  s p ec ies:   th e  m an ag em e n t  o f   in v asiv e  s p ec ies   th at  p o s e  a  th r ea t  to   n ativ e  p o llin ato r   p o p u latio n s   is   s ig n if ican tly   r elian t  o n   th e  p r ec is e  id en tific atio n   o f   p o llin ato r   s p ec ies.  I n v asiv e   s p ec ies  h av e  th e   p o te n tial  to   alt er   p o llin atio n   n etwo r k s ,   lead i n g   to   d is r u p ti o n s   in   lo ca l  ec o s y s tem s   an d   t h e  o u tco m p etin g   o f   n ativ e  p o llin ato r s .   Ma n ag em en t   p lan s   aim ed   a t  co n s er v in g   n ativ e   p o llin ato r s   an d   m ain tain in g   ec o lo g ical  b alan ce   ca n   b e  d ev el o p ed   th r o u g h   th e  id en tific atio n   an d   m o n ito r in g   o f   th ese  s p ec ies.  Fig u r e  1   s h o w s   an   ex am p le  o f   a  p lan t  s p e cies  ( A r a lia ce a e — Oreo p a n a x   ca p ita tu s   ( Ja c q . )   Dec n e.   and   P l a n ch . )   with   p h en o ty p ic  g e n er aliza tio n   v is ite d   b y   d i v er s e  s m all  in s ec ts .   Fi g u r e  1 ( a)   s h o ws  th e  b u tter f l y ,  Fig u r e  1 ( b )   s h o ws   th e  s tin g less   b ee s   an d   l ep id o p ter a,   Fig u r e  1 ( c )   s h o ws   th e  f ly ,   an d   Fig u r e  1 ( d )   s h o ws   th e  wasp .         ( a)     ( b )     ( c)     ( d )     Fig u r e  1 .   E x am p le  o f   a  p la n t sp ec ies  ( A r a lia ce a e — Oreo p a n a x  ca p ita tu s   ( J a cq . )   Dec n e.   and   P la n ch . )   with   p h en o t y p ic  g e n er aliza tio n   v is i ted   b y   d iv er s e  s m all  in s ec ts   f o r   ( a)   b u tter f ly ,   ( b )   s tin g less   b e es a n d   lep id o p ter a,   ( c)   f ly ,   a n d   ( d )   wasp       Po llin ato r   s p ec ies  id en tific ati o n   an d   ca teg o r izatio n   ar e  ch an g in g   as  a  r esu lt  o f   ad v a n c es  in   AI ,   m ac h in e  lear n i n g   ( ML ) ,   an d   DL .   T h ese  tech n o lo g ies  im p r o v e  ac cu r ac y   an d   m ak e   it  p o s s ib le  to   ac cu r ately   id en tify   s p ec ies  t h at  ca n   b e   ch allen g in g   t o   d if f er e n tiate  m an u ally   b y   a n aly zin g   v ast d atasets .   R ea l - tim e  r esu lts   ar e  cr itical  to   lar g e - s ca le  ec o lo g ical  s tu d ies  an d   a g r icu ltu r e,   an d   AI   an d   ML   ca n   h el p   b y   au t o m atin g   t h e   id en tific atio n   p r o ce s s .   C o m p ilin g   b eh a v io r al ,   en v ir o n m en t al,   an d   v is u al  d ata  t o g eth er   m ak es  it  ea s ier   to   co m p r eh e n d   p o llin ato r   s p ec ies  an d   h o w  t h ey   in te r ac t  with   th eir   s u r r o u n d in g s .   T h ese  c o m p o n en ts   ar e  ess en tial   f o r   f o r ec asti n g   f u tu r e  p atter n s ,   ev alu atin g   h o w  p o llin ato r s   m ay   b e  af f ec ted   b y   clim ate  ch an g e,   an d   d ev el o p in g   co n s er v atio n   p lan s .   Glo b al   co n s er v atio n   ef f o r ts   m ay   b e  s u p p o r ted   b y   AI - d r i v en   s y s tem s   th at     g u ar an tee  co n s is ten cy ,   m in im ize   h u m an   er r o r ,   an d   ca n   b e  s ca led   to   m o n ito r   p o llin ato r   n u m b er s   ac r o s s   lar g e     ter r ito r ies  [ 6 ] – [ 9 ] .   T h e  p o llin atio n   v u ln e r ab ilit y   i n d ex   ( PVI )   is   o n e  im p o r tan t  t o o l  f o r   ass ess in g   th e  p o ten tial  d ec lin e  in   p o llin atio n   s er v ices.  Sev er al  p lan ts ,   n o tab ly   th o s e  th at  ar e  k e y   to   ag r icu lt u r al  y ield   a n d   th e  ec o s y s tem ,   r ely   o n   p o llin atio n   s er v ices  f o r   th eir   r ep r o d u ctio n   p r o ce s s .   Ov er   th e  p ast  f ew  y ea r s ,   DL   h as   b ec o m e  a  m ajo r   tr en d   in   tack lin g   co m p le x   asp ec ts   o f   cl ass if icatio n ,   esp ec ially   th o s e  r eq u ir in g   lar g e  an d   v ar ied   ty p e s   o f   d atasets ,   wh er e  th is   tech n iq u e  an d   its   v ar ian t s   h av e  b ec o m e  esp ec ially   p o p u lar .   T h e  f ac t  th at  DL   m o d els  ar e  ca p ab le  o f   p r o v id i n g   b o t h   b in ar y   an d   m u lti - class if icatio n ,   in   wh ich   d ata  is   d iv id ed   in to   two   cl ass es,  r e s p ec tiv ely ,     an d   o n e  o f   m u ltip le  class es,  r e s p ec tiv ely ,   is   o n e  o f   th e  s tr en g th s .   DL   in   th e  ec o lo g ical  m o n ito r in g   co n te x t  ca n   b e  u s ed   to   ef f ec tiv ely   a n d   ef f i cien tly   s o lv e  p r o b lem s   o f   id e n tify in g   an d   class if y in g   s p ec i es.  T h e  m o d els  will  b e  ab le   to   lea r n   m o r e   d etaile d   p atter n s   in   v is u al  an d   tex t u al  d ata  u s in g   lay e r s   o f   ab s tr a ctio n ,   m ea n in g   th at  th ey   will  b e  m o r e  ac cu r ate  t h an   th e  o th er   m eth o d s   o f   ML .  DL   is   esp ec ially   ad ap tab le ,   wh ich   is   wh y   it  is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  1 5 ,   No .   3 ,   J u n e  2 0 2 6 :   2 6 8 5 - 2 6 9 7   2688   esp ec ially   ap p r o p r iate  in   s o lv i n g   p r o b lem s   s u ch   as  p o llin ato r   s p ec ies  id en tific atio n ,   wh er e  a  b in ar y   q u esti o n   ( p o llin ato r   v s .   n o n - p o llin ato r )   n ee d s   to   b e   an s wer ed ,   b u t   a  m u lticlas s   o n e  ( wh at  g en u s   is   it)  h as  to   b e   p o s ed   s im u ltan eo u s ly   [ 1 0 ] .   Po llin a to r s   ar e  cr itical  to   m ain tain in g   b io d iv er s ity   an d   s u p p o r tin g   g lo b al  f o o d   p r o d u ctio n ,   as  o v e r   8 0 %  o f   f lo wer in g   p lan ts   an d   7 5 %  o f   th e  wo r ld ' s   f o o d   cr o p s   r ely   o n   an im al  p o llin atio n .   Desp ite  th eir   im p o r tan ce ,   p o l lin ato r   p o p u latio n s ,   p ar ticu lar ly   b ee s ,   a r e  d ec lin i n g   at   alar m in g   r ates  d u e   to   f ac to r s   lik e  h ab itat  d estru ctio n ,   p esti cid e  u s e,   an d   clim ate  ch an g e.   T r a d itio n al  m eth o d s   f o r   id en tify i n g   an d   m o n ito r in g   p o llin ato r   s p ec ies   ar e  lab o r - in ten s iv e ,   r ely   h ea v ily   o n   ex p e r t  tax o n o m is ts ,   a n d   lack   s ca lab ilit y ,   wh ich   lim its   th eir   a b ilit y   to   t r ac k   p o llin ato r   p o p u latio n s   o n   a  lar g e  s ca le.   T h is   cr ea tes  a  p r ess in g   n ee d   f o r   au to m ated ,   ac cu r ate ,   an d   s ca lab le  s o lu tio n s   to   m o n ito r   p o llin ato r   d iv er s ity   an d   h ea lth .   Ad v an ce s   in   AI     an d   DL   o f f er   p r o m is in g   to o l s   to   o v er co m e  th ese  lim itati o n s ,   b u t  cu r r en t  m o d els  o f ten   f ail  to   in teg r ate  m u ltip le  d ata  ty p es  ( s u ch   as  v is u al  an d   en v ir o n m en tal  d ata)   an d   lack   th e  p r ec is io n   r e q u ir ed   f o r   f in e - g r ain ed   s p ec ies cla s s if icatio n .     T h is   r esear ch   is   m o tiv ated   b y   th e  u r g en t  n ee d   to   d ev elo p   a  r o b u s t,  AI - d r iv e n   f r am ewo r k   t h at  ca n   n o t  o n ly   au t o m ate  p o llin ato r   cl ass if icatio n   b u t  also   im p r o v e  th e  ac cu r ac y   o f   p r ed ictio n s   b y   in te g r atin g   m u ltimo d al  d ata,   ad d r ess in g   b o th   b in ar y   an d   m u lticlas s   class if icatio n   ch allen g es  in   an   ec o lo g ical  co n tex t.   R esear ch   co n tr ib u tio n   in clu d e s :   i)   Mu ltimo d al  s p ec ies - im ag e  r eg u lar izatio n   ( MSI R )   f r am ewo r k :  we  in tr o d u ce   a  n o v el  DL   f r am ewo r k ,   th e   MSI R ,   th at  in teg r ates  b o t h   v i s u al  an d   s p ec ies - d etail  d ata   t o   im p r o v e  class if icatio n   p e r f o r m an ce .   T h is   f r am ewo r k   en a b les  th e   s y s tem   to   h an d le  b o th   b in ar y   clas s if icatio n   ( p o llin ato r   v s .   n o n - p o llin ato r )   an d   m u lticlas s   clas s if icatio n   ( class if y in g   b ee   g en e r a)   m o r e  ef f ec t iv ely   th an   tr a d itio n al  m eth o d s .     ii)   Pro to ty p e - d r iv en   r eg u lar izatio n :  th e  f r am ew o r k   em p lo y s   im ag e - s p ec ies  p r o to ty p e  r eg u lar i za tio n   ( I SP R )   an d   s p ec ies - d etail  p r o to t y p e  r eg u lar izatio n   ( SDPR )   to   en h a n ce   th e  m o d el’ s   ac cu r ac y .   T h ese  tech n iq u es   alig n   th e  tu n ab le  weig h ts   o f   t h e  m o d el  b ased   o n   b o th   im ag e  an d   s p ec ies  p r o to ty p es,  lea d in g   to   b etter   g en er ali z atio n   ac r o s s   d if f er en t   s p ec ies an d   en v ir o n m en tal  c o n d itio n s .     iii)   Su p er io r   p er f o r m an ce   m etr ic s :  th e  p r o p o s ed   m o d el  o u t p er f o r m s   tr ad itio n al  ML   m et h o d s ,   s u ch   as  r an d o m   f o r est   ( R F) ,   ac h iev in g   an   ac cu r ac y   o f   9 8 . 3 4 %,  s ig n if ican tly   s u r p ass in g   th e  b a s elin e  o f   9 2 %.   T h is   s h o wca s es  th e  p o te n tial  o f   DL   m o d els  to   r ev o l u tio n i z e  p o llin ato r   m o n ito r in g   b y   o f f er in g   m o r e   p r ec is e  an d   s ca lab le  s o lu tio n s .       2.   RE L AT E D  WO RK   I n   th e  r ec en t  p ast,  ad v an ce m en ts   in   DL   an d   AI   h av e  en h an ce d   t h e  ca p ac ity   to   r e co g n ize   an d   ca teg o r ize   in s ec ts   an d   o th er   s p ec ies  with in   th e   ec o lo g y .   Su ch   ad v a n ce s   u n d er s co r e   th e  im p o r tan ce   o f     s u ch   tech n o lo g ies  in   th e  ag r ic u ltu r al  an d   f o o d   s ec to r ,   an d   t h e  co n s er v atio n   o f   b io d iv e r s ity .   Fo r   ex am p le,   in   r esear ch   [ 1 1 ] ,   in v esti g ated   o b j ec t r ec o g n itio n   alg o r ith m s   in   v id eo   f o o tag e  to   a p p ly   AI   s y s te m s   to   d etec t th is tle   ca ter p illar s   ( V a n ess a   ca r d u i) .   W ith   a  2 , 4 1 6 - p h o to   d ataset,   th e  YOL Ov 5   o b ject  id en tific ati o n   ar c h itectu r e   was  tr ain ed   with   s cr atch   an d   tr an s f er   lear n in g   m o d els.  T h e  r esu lt s   ca n   b e  tr ea ted   p o s itiv ely   as  it  in d icate s   th at  DL   is   an   ef f icien t   m eth o d   to   d et ec t  in s ec ts .   Selv ar aj  et  a l.   [ 1 2 ]   ap p lied   a   d ee p   co n v o l u tio n al  n eu r al  n etwo r k   ( DC NN)   to   id en tify   th e  d is ea s es  o n   b an an as  u s in g   a  d atase t  o f   o v er   1 8 , 0 0 0   p r e - s cr ee n e d   b an an a  p h o to s   an d   f o u n d   th at   tr an s f er   lear n in g   c an   b e   ef f ec tiv e  in   ag r icu ltu r e.   T h e   lev el  o f   ac cu r ac y   ac h iev ed   r a n g ed   b etwe en   7 0 %  an d   9 9 %.  T h e  p u r p o s e   o f   s u b s eq u en t  r esear ch   [ 1 3 ]   was  to   p r ed ict  th e  o cc u r r en ce   o f   in s ec ts   b y   m ain tain in g   a  g az e  at  th e  e n v ir o n m en tal  co n d itio n s ,   s u ch   as  r elativ e  h u m id ity   an d   a ir   tem p er atu r e.   A n   ec o lo g ical  m o n ito r in g   u s in g   ML   in   c o m b in ati o n   with   th e   en v ir o n m e n t  d e m o n s tr ated   a  7 6 . 5 %  d etec tio n   ac cu r ac y .   I n   a  p ap er   a u th o r ed   b y   Ma r k o v ić   et  a l.   [ 1 4 ] ,   t h e  p r o b lem   o f   d r o n e - b ased   in s ec t  an d   p est  d etec tio n   h as  b ee n   ex p l o r ed ,   w h ich   f u r th er   p r o v es  th at  AI   tech n o lo g y   ca n   b e  u s ed   in   v ar io u s   co n d it io n s   wh en   ap p lied   to   m o n ito r in g .   W ith   th e  Mo b ileNet  ar ch itectu r e,   th e   r ese ar ch   p a p er   in   [ 1 5 ]   h a d   an   a cc u r ac y   o f   9 7 . 5   in   d ef in in g   a n d   ca teg o r izin g   p ests   an d   to m ato   d is ea s es  am o n g   in s ec ts .   T h is   in d icate s   th at  c o n v o lu ti o n al  n eu r al   n etwo r k s   ( C NNs)  ca n   h a v e  ap p licatio n s   in   a g r icu ltu r e,   c o m b in ed   with   tr an s f er   lear n i n g ,   with   p o s s ib le  b en ef its .   T h is   s tr ateg y   co m p l ies  with   th e  r ec en t  m eth o d s   o f   em p lo y in g   s m all  an d   e f f ic ien t  m o d els  to   b e  ap p lied   in   ag r ic u ltu r e  o n - tim e .   T ec h n o lo g ical  d ev elo p m en ts   h av e  r esu lted   in   th e  in n o v ati o n   o f   n ew  way s   o f   au to m ated   d etec tio n   o f   in s ec ts .   A  class ical  m o d el  o f   th e  c o m b in atio n   o f   DL   an d   o p tim iz atio n   m eth o d s   is   th e  au to m ated   in s ec t  d etec tio n   an d   class if icatio n   ap p r o ac h   [ 1 6 ]   s o f twar e.   I t  e x tr ac ts   f ea tu r es  th r o u g h   Den s eNe t1 2 1   an d   th e  Pelican   o p tim izatio n   alg o r ith m .   T o   d eter m in e  in s ec ts ,   Ass ir i   et  a l.   [ 1 7 ]   p r o p o s ed   a n   o p tim izer ,   wh ich   is   an   ar tific ial  ec o s y s tem - b ased   m o d el  th at  was  f u s ed   with   Mo b ileNet V 2 .   T h is   h ig h lig h ts   th e  r is in g   tr en d   o f   h y b r id   m o d els  in co r p o r atin g   a  n u m b er   o f   AI   tech n iq u es.  B esid es,  th er e  is   an   ev id en t  p r o o f   u s in g   th e  ad v a n ce d   n e u r al  n e two r k s   in   p est  co n tr o l,  as  it  is   d em o n s tr ated   in   th e  r ef er e n ce   [ 1 8 ]   wh en   th e   f ar m lan d   f er tili ty   alg o r ith m   i s   b u ilt  to   au to m atica lly   d etec t  th e  r ice  p ests .   T h e  m o d els  th at  wer e  u s ed   to   ex tr ac t  f ea tu r es  to   p er f o r m   th e  class if icat io n   p r o ce s s   wer e  th e  E lm an   r ec u r r e n t  n eu r al  n et wo r k   ( E R NN)   an d   n eu r al  ar ch itectu r e  s ea r ch   n et wo r k - lar g e  ( NASNetL ar g e ) .  L ik ewise ,   in   r esear ch er s   [ 1 9 ] ,   [ 2 0 ]   h as  em p lo y e d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       A   n o ve l d ee p   lea r n in g - b a s ed   p o llin a to r   s p ec ies cla s s ifica tio n   u s in g   th e  mu ltimo d a l  …   ( P o o ja   Ha d ima n e)   2689   th e  m eth o d   o f   in n o v ati v e  in s ec t  d etec tio n   an d   class if icatio n   ( th at  is ,   a  co m b i n atio n   o f   De n s eNe t  an d   Gan n et   o p tim izatio n   alg o r ith m )   to   s h o w  th e  f u r th er   d e v elo p m en t  o f   in s ec t - d etec tin g   m o d els.  AI   h as  g o n e  a  lo n g   way   in   its   ef f o r t  to   ass im i late  in to   th e  p o llin atio n   o f   p lan ts .   I t  h as  b ee n   s u g g ested   th at  a  C NN   an d   AI   ca n   b e   ap p lied   to   r eliab ly   id en tif y   f l o wer s   th at  ca n   b e   p o llin ated   b y   d r o n es  o r   r o b o ts .   Als o ,   Hir ag u r i   et   a l .   [ 2 1 ]   en h an ce d   t h e  au to m atio n   o f   p o llin ato r   id en tific atio n   b y   d ev elo p in g   C NN  m o d els  o f   b ee   s p ec ies  th at  p o llin ate   b lu eb er r ies  an d   co m b in in g   th em   with   lo g   Me l - s p ec tr o g r am   r ep r esen tatio n s .   Fu r t h er m o r e,   Fer r eir a   et  a l.   [ 2 2 ]   en h an ce d   t h e  au to m ated   i n s ec t su r v eillan ce ,   b o th   i n   ter m s   o f   in s ec t r ec o g n itio n   u s in g   DL   m o d els an d   in   ter m s   o f   p r o v id in g   a  tr ain in g   d ata s et  th at  is   en ab led   b y   a  s p ec if ically   d ev elo p e d   tim e - lap s e  ca m er a  s y s tem .     T h is   is   o n e  o f   th e  i d ea l  ex a m p les  o f   a   DL   alg o r ith m   a n d   r ea l - tim e  d ata  g ath e r in g   te ch n iq u es.  L i k ewise,   B jer g e   et  a l.   [ 2 3 ]   d ev elo p e d   a  m u ltis en s o r y   im ag in g   s y s tem   th at  ca n   b e  ap p lied   to   th e  co n v en tio n al  in s ec t  tr ap s   to   en h a n ce   th e  q u ality   o f   th e  r eq u ested   im ag es  to   b e  ef f ec tiv e  in   th e  c ateg o r izatio n   o f   th e  s p ec ies  u n d er   p r ec is e  tax o n o m ic  class if icati o n ,   an d   B r an d t  et   a l.   [ 2 4 ]   p r o p o s ed   a   C NN - b ased   d etec t io n   s y s tem   to   th e     r ea l - tim e  class if icatio n   o f   th e  liv e  f r u it  f ly   s p ec ies,  s h o win g   th e  ap p licatio n   o f   AI   in   p est   m o n ito r in g   o f   t h e  ty p es o f   s p ec ies ,   s u ch   as o liv e  an d   Me d iter r a n ea n   f r u it f lies ,   wh ich   ar e  h ig h ly   d a n g er o u s   to   g lo b al  ag r icu ltu r e.   DL   an d   AI   h av e   ac h iev e d   a  l o t  in   th e   s p h er e   o f   i n s ec t  r ec o g n itio n   an d   class if icatio n ,   wh er e  m o s t   s tu d ies  h av e  lar g ely   b ee n   f o c u s ed   o n   th e  en v ir o n m en tal  o r   v is u al  im ag e.   W h en   it  co m es  to   m u ltimo d al  d ata   in teg r atio n ,   m o r e  r esear ch   is   n ee d ed   to   class if y   th e  s p ec ie s   o f   p o llin ato r s   an d   ca lcu late  th e  r is k   o f   p o llin atio n .   T h r o u g h   th e  i n teg r atio n   o f   e n v ir o n m en tal  an d   v is u al  d ata,   t h is   r esear ch   will f ill its   ex is t in g   g ap   an d   g en e r ate  a   co m p r eh e n s iv e  an d   ac c u r ate  a p p r o ac h   to   th e   d ef in itio n   o f   p o llin ato r   s p ec ies  an d   th e   ass ess m en t  o f   th e  PVI .   I t   en h an ce s   b etter   ca teg o r izatio n   an d   p r esen ts   in f o r m ativ e  d a ta  o n   f ar m   an d   co n s er v atio n   ac tiv ities .   Alth o u g h   AI   an d   DL   h av e   m ad e   a   m a s s iv e  leap   in   th e   in s ec t  id en t if icatio n   p r o ce s s ,   m o s t  r esear ch er s   h av e  s tu d ied   v is u al  o r   en v ir o n m e n tal  d ata  i n   is o latio n ,   r estra in in g   t h e  o v er all  p r ec is io n   an d   u s ab ilit y   o f   b o th   in   ec o lo g ical   r esear ch   [ 2 5 ] .   T h e  ex is tin g   m o d els,  th o u g h   u s ef u l  in   id en ti f y in g   s p ec if ic  s p ec ies  o f   p ests   o r   in   d iag n o s in g   ag r icu ltu r al  d is ea s es,  d o   n o t  r ef lect  th e  v ar iatio n   o f   t h e  p o lli n ato r   s p ec ies  class if icatio n   an d   m ay   n ee d   to   h av e   a  m o r e  co m p r eh en s iv e  v iew  o f   u n d e r s tan d in g   t h e  ec o lo g ical  in ter ac tio n s   an d   m u ltimo d al  d ata.   Als o ,   th er e  is   a  lack   o f   liter atu r e  o n   th e   co m b in atio n   o f   e n v ir o n m en tal  a n d   v is u al  d ata   to   d ete r m in e  t h e  s u s ce p tib ilit y   o f   p o llin atio n   p o p u latio n s   to   clim ate  ch an g e  an d   h ab itat  lo s s .   T h e  ex is ten ce   o f   th is   g ap   s h o ws  th at  ad d itio n al   an d   m o r e  ex ten s iv e  m o d els  ar e  n ec ess ar y   to   in clu d e  ec o lo g i ca l  an d   en v i r o n m e n tal  in f o r m atio n   to   class if y   th e  p o llin ato r s   an d   th eir   v u l n er a b ilit y .   T h e   ab s en ce   o f   a u to m ated   an d   s ca lab le  s y s tem s   to   tr ac k   s p ec ies  o f   p o llin ato r s ,   wh ich   a r e  im p o r ta n t in   b io d iv er s ity   an d   in   ag r ic u ltu r e,   is   also   a  cr itical  g ap   th a t is cr itical.       3.   P RO P O SE D  M E T H O DO L O G Y   T h e  p r o p o s ed   MSI R   f r am e wo r k   f o r   m u lti - m o d al  im ag e   class if icatio n   ex p lo r es  f in e - tu n in g   th e  m u ltimo d al  co n t r asti v e  lear n i n g   f r am ew o r k   ( MCLF)   m o d e l  f o r   im ag e  class if icatio n   b y   in teg r atin g   b o th   its   v is u al  an d   tex tu al  en co d er s .   I n itially ,   it  d ef in es  a  lo s s   f u n ctio n   th at  m in im izes   th e  d i s cr ep an cy   b etwe en   p r ed icted   p r o b ab ilit ies  an d   ac tu al  class   lab el s   u s in g   co n tr asti v e  lear n in g   o b jectiv es.  T wo   p r im ar y   f r am ewo r k s   ar e  ex am in e d :  th e  im ag e - f ea t u r e - b ased   f r am ewo r k ,   wh ic h   in p u ts   v is u al  f ea tu r es  in to   a   tu n ab le  class if ier ,     an d   th e  lan g u ag e - e n co d er - b as ed   f r am ewo r k ,   wh ich   ad j u s ts   t h e  tex t  en co d e r   with   lear n ab le   to k en   em b e d d in g s   b u t  f ac es  alig n m en t  is s u es  b etwe en   v is u al  an d   tex tu al  f ea tu r es.  T o   o v er c o m e  th is ,   th e  an aly s is   in tr o d u ce s   p r o to ty p e - d r i v en   v is u al  an d   t ex t  r eg u lar izatio n   m eth o d s .   T h ese  m eth o d s   g en er ate  class   p r o to ty p es  f r o m   th e  v is u al  an d   tex tu al  en co d e r s ,   r esp ec tiv ely ,   an d   r eg u lar ize   th e  tu n ab le  weig h ts   b y   m in im izin g   th e     Ku llb ac k - L eib ler   d iv e r g en ce   b etwe en   th ese  p r o to ty p es  an d   th e  class if ier   we ig h ts .   T h e  o v er all  lo s s   f u n ctio n   co m b in es  th e  cr o s s - en tr o p y   l o s s   with   th ese  r eg u lar izatio n   ter m s ,   weig h ted   b y   b alan ce   f ac to r s .   Fig u r e  2   p r esen ts   th e  p r o p o s ed   wo r k f lo w.             Fig u r e  2 .   Pro p o s ed   wo r k f lo w       T h is   ap p r o ac h   aim s   to   en h an c e  m o d el  p e r f o r m an ce   b y   en s u r in g   b etter   alig n m en t  a n d   g e n er aliza tio n   ac r o s s   b o th   m o d alities .   Fig u r e  3   s h o ws  th e  p r o p o s ed   a r ch ite ctu r e.   T h e  MSI R   f r am ewo r k   i n teg r ates  v is u al  an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  1 5 ,   No .   3 ,   J u n e  2 0 2 6 :   2 6 8 5 - 2 6 9 7   2690   s p ec ies - d etail  in f o r m atio n   f o r   r o b u s t  p o llin ato r   class if icatio n .   Step   1 :  p o llin ato r   im ag es   an d   co r r esp o n d in g   s p ec ies - d etail  attr ib u tes  ar e  p r o v id ed   as  m u ltimo d al  in p u ts .   Step   2 :  im ag e  f ea tu r es  ar e  ex tr ac ted   u s in g   th e   v is u al  en co d er   o f   th e  MCLF,  wh ile  s p ec ies  d etails  ar e  en co d ed   u s in g   its   tex t  en c o d er .   Step   3 :  a   co n tr asti v e   lear n in g   o b jectiv e   alig n s   v is u al  an d   tex tu al   em b ed d in g s   in   a  s h ar ed   f ea tu r e   s p ac e.   Step   4 :  class - lev el  im ag e   an d   s p ec ies - d etail  p r o to ty p es  ar e  co n s tr u cted   to   r ep r esen t  e ac h   class .   Step   5 :  I SP R   an d   S DPR   alig n   clas s if ier   weig h ts   with   th eir   r esp ec tiv e  p r o to ty p es,  r e d u cin g   cr o s s - m o d al  f ea tu r e   m is alig n m e n t.  Ste p   6 :   th e   n etwo r k   is   o p tim ized   u s in g   a  co m p o s ite  lo s s   co m b in in g   class if icatio n   an d   p r o to t y p e - b ased   r eg u lar iz atio n .   Step   7 :  th e  tr ain ed   m o d el  p er f o r m s   b in a r y   an d   m u lticlas s   p o llin ato r   class if icatio n .           Fig u r e  3 .   Pro p o s ed   ar c h itectu r e       3 . 1 .     M ultim o da l c o ntr a s t iv e  lea rning   f ra m ewo r k   m o del   T h e  MCLF  r ep r esen ts   a  s ig n if ican t  b r ea k th r o u g h   in   ML   b y   d em o n s tr atin g   h o w  n at u r a l  lan g u ag e   s u p er v is io n   ca n   b e   u s ed   to   tr ain   s tate - of - th e - a r t  v is u al  m o d els.  Un lik e  tr ad itio n al  co m p u ter   v is io n   s y s tem s ,   wh ich   r ely   o n   p r ed ef i n ed   ca teg o r ies  o f   o b jects,  MCLF   lear n s   f r o m   a  v ast  d ataset  o f   im ag e - tex t  p air s ,     4 0 0   m illi o n   in   to tal,   co llected   f r o m   th e   in ter n et.   T h e  m o d el  i s   tr ain ed   to   p r ed ict  wh ic h   tex t   is   ass o ciate d   with   wh ich   im ag e   u s in g   a  co n tr asti v e  lear n in g   ap p r o ac h ,   r ath er   th an   r ely i n g   o n   lab elled   d atasets   lik e  I m ag eNe t.   T h is   allo ws  th e  MCLF  m o d el   to   g en er alize   ac r o s s   v ar io u s   t ask s   an d   p e r f o r m   ze r o - s h o t   tr an s f er ,   wh er e   it  ca n   class if y   im ag es th at  it h as n ev er   s ee n   b ef o r e  with o u t a d d itio n al  tr ain in g .   MCLF  ac h iev es  its   v er s atilit y   b y   jo in tly   t r ain in g   an   im a g e  en co d er   a n d   a   tex t  en c o d er .   Du r in g   tr ain in g ,   th e   m o d el  m ax im ize s   th e  co s in e  s im ilar ity   b etwe en   p air ed   im ag e  an d   tex t  r ep r esen tatio n s   wh ile  m in im izin g   s im ilar ity   f o r   m is m atch ed   p air s .   T h is   r esu lts   in   a  s h ar ed   em b e d d in g   s p ac e  f o r   b o t h   im ag es  an d   tex t,  wh ich   ca n   b e   lev er a g ed   to   p er f o r m   class if icatio n   task s   in   a   ze r o - s h o t   m an n e r .   I n s tead   o f   tr ain in g   a   class if ier   with   lab elled   im ag es,  MCLF  ca n   u s e  th e  tex tu al  d escr ip tio n s   o f   tar g et  class es  to   cr ea te  a  class if ier   on - th e - f ly .   T h is   ab ilit y   to   u s e  n atu r al   lan g u ag e   as  a  s u p er v is o r y   s ig n al,   MCLF,  en ab les  it  to   o u tp er f o r m   o r   m atch   f u lly   s u p er v is ed   m o d els  in   m an y   co m p u ter s   v is io n   task s ,   in cl u d in g   o b ject  r ec o g n itio n ,   o p tical  ch ar ac ter   r ec o g n itio n   ( OC R ) ,   an d   e v en   ac tio n   r ec o g n itio n   i n   v id e o s .   T h e   MCLF  m o d el’ s   s u cc ess   h ig h lig h ts   th e  p o ten tial  o f   s ca lin g   u p   le ar n in g   f r o m   web - s ca le  n atu r a l  lan g u ag e  d ata.   B y   tr ain i n g   o n   m ass iv e,   d iv er s e  d atasets ,   MCLF  d em o n s tr ates  im p r o v ed   r o b u s tn ess   an d   tr a n s f er   lear n i n g   ca p ab ilit ies  co m p ar ed   to   m o d els   tr ain ed   o n   lim ited ,   la b elled   d atasets .   I ts   ze r o - s h o t  p er f o r m an ce   is   co m p etitiv e  ac r o s s   a  wid e  r an g e  o f   task s   an d   d o m ain s ,   in clu d in g   f in e - g r ain ed   im a g e  class if icatio n   an d   lo ca lizatio n   task s .   T h i s   o p en s   u p   n ew   p o s s ib ilit ies  f o r   d ev elo p in g   m o r e  g en er alize d   AI   s y s tem s   th at  ca n   lear n   f r o m   d iv er s e  d ata  s o u r ce s   with o u t  th e   n ee d   f o r   ex ten s iv e  task - s p ec if i c  d atasets .     3 . 1 . 1 .   P re lim ina ry   a na ly s is   B y   ass u m in g   a  co m m o n   ap p r o ac h ,   a   p r e - t r ain in g   m ec h an is m   th at  lear n s   to   ass o ciate   im ag es  with   tex tu al  d escr ip tio n s   u s in g   c o n tr asti v e  lear n in g   o b jectiv es,  w h ich   is   f in e - tu n ed   f o r   class if y in g   im ag es   d en o ted   by  ,   b y   co n s id er in g   a  tr ain in g   s et ,   = { ( , ) } = 1 ,   h er e    is   an   im ag e  an d     i s   th e  one - h o t  en co d in g ,   a   tu n ab le  p ar am eter   d en o te d   b y     alo n g   th e  MCLF  m o d el,   = { , }   wh er ein     an d     d ep ict  th e  v is u al  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       A   n o ve l d ee p   lea r n in g - b a s ed   p o llin a to r   s p ec ies cla s s ifica tio n   u s in g   th e  mu ltimo d a l  …   ( P o o ja   Ha d ima n e)   2691   en co d er ,   th e  lear n in g   o b jectiv e  lead s   to   m in im izin g   a  lo s s   d en o ted .   Ho wev er ,   ( , , )   d ep icts   th e   p r o b a b ilit y   f o r     th e  s o f tm ax   cl ass ,   d en o ted   b y   th e  c o n f id e n c e  v ec to r ,   t h e  f in e - t u n in g   v ec to r s   ap p lied   o n   th e   v ar io u s   o p tim izatio n   s tr ateg ies f o r     alo n g   with   t h e  v ar io u s   ca lcu latio n   tech n iq u es f o r     r esp ec tiv ely   in   ( 1 ) .      ( , , ) = − 1 ∑   ( , , ) = 1   ( 1 )     3 . 1 . 2 .   I m a g e - s pecies c la s s if ic a t io n f ra m ewo r k     L in ea r   p r o b e  n etwo r k   d en o ted   b y     i s   th e  b asic  m eth o d   u s ed   f o r   th e  im ag e - f ea tu r e - b ased   f i n e - tu n in g   f r am ewo r k ,   wh ich   in itially   e x t r ac ts   th e  v is u al   f ea tu r es?  ( )   f o r   t h e  im ag e     alo n g   with   th e   im a g e  f ea tu r e     in   ( 2 ) .   T h en   th e   v is u al  f ea tu r e s   ar e  f ed   i n to   th e   tu n ab le   weig h ts   d en o ted   b y   ,   co n s id er ed   a   u s u al  class if ier   to   ev alu ate  th e  p r o b a b ilit y .   T h e  lo s s   f u n ctio n   is   d en o ted .   Her e     ( . ( ) )   d ep icts   th e  ex p o n en tial  lo g ic   f o r   th e  − ℎ   class   an d   r ep r esen ts   th e  d o t p r o d u ct  i n   ( 3 ) .      − ( , , ) = − 1 ∑   ( , , ) = 1   ( 2 )     ( , , ) =   ( . ( ) ) ∑   ( . ( ) )   ( 3 )     3 . 1 . 3 .   Sp ec ies  a t t ribute   enco din g   f ra m ewo r k   T h e  p r o m p t  lear n in g   f r am ew o r k   ac ts   as  th e  b aselin e  m eth o d   f o r   th e  s p ec ies  attr ib u te   en co d in g   f r am ewo r k   ( SAEF) ,   an d   t h e  tu n ab le  weig h t.     co n s id er ed   as  le ar n ab le  to k e n   em b e d d in g s   f o r   ea ch   class   o f   th e  tex t  en co d er .   T h is   f u r th er   c o n ca ten ates    with   th e  em b ed d in g s   o f   ea ch   class   tex t  ,   th e  tex t   is   f ed   in to   th e   tex t  en co d er     to   d er iv e  th e  te x t  f ea tu r es  r ep r esen ted   as  ( , ) .  T h is   r ed u ce s   th e  s im ilar ity   b et wee n   th e  v is u al  f ea tu r es  ( )   an d   t h e  s p e cies  f ea tu r es  f o r   g r o u n d   tr u t h   class   tex t  in   ( 4 ) .   T h e   lo s s   f u n ctio n   is   d eter m in ed   h er e  in   ( 5 ) .      − ( , , ) = − 1 ∑   ( , , , , ) = 1   ( 4 )     ( , , , , ) =   (  ( ( , ) , ( ) ) ) ∑ (    ( ( , ) , ( ) ) )   ( 5 )     W h er ein    ( . , . )   r ep r esen ts   th e  co s i n e  s im ilar ity   ca lcu latio n   as  ∑  ( c os   ( ( , ) , ( ) ) )   d en o tes  th e  ex p o n e n tial  p r ed i ctio n   f o r   th e  − ℎ   class .   T h e  lan g u ag e - en c o d er - b ased   f r a m ewo r k   f in e - tu n es  th e  tex t  in p u t   a n d   th en   in h er its   th e  m ec h an is m   .   T h e   p e r f o r m an ce   is   p o o r   b ec au s e  o f   th e  m is alig n m en t   b etwe en   th e  ch ar ac te r is tics   th at  th e  tex t a n d   v is u al  en co d er s   ex tr ac t.     3 . 1 . 4 .   Neg a t i v e  lo g - li k eliho o d lo s s   Up o n   f ix i n g   th e  v is u al  r ep r e s en tatio n   lay er     with   th e  tex t  en co d er     alo n g   with   th e  c o s in e  class if ier   with   th e  ad ju s tab le  weig h t     u p o n   t h e  v is u al  en c o d er   .   B ased   o n   th e   v is u al  e n co d er   .  T h e    cr o s s - en tr o p y   lo s s   is   g iv e n .   T h e   k ey   d if f er en ce   b etwe e n   th e   p r o p o s ed   an d   th e   v is u al  en co d er - b ased   f r am ewo r k   is   th at  th e  b ias  t er m   ass o ciate d   with   it  is     ess en tial  f o r   th e  r e g u lar izatio n   p r o ce s s ,   p r o p o s e  p r o to ty p e - d r i v en   v is u al  r e g u l ar izatio n   an d   p r o to t y p e - d r iv e n   tex t   r eg u lar izatio n   t o   u tili ze   th e  v is u al  an d   tex t   en co d er   o f   th e   MCLF m o d el.     3 . 1 . 5 .   I m a g e - s pecies pro t o t y pe  re g ula riza t io n   B ased   o n   th e  v is u al  en co d er   ,   th e  im ag e - b ased   p r o to t y p e  m o d el    u s ed   f o r   th e    th e   class   as  th e  v is u al  f ea tu r es  f o r   all  th e  s am p les    with in   th e  class   .   Ho wev er ,     d en o tes  th e  n u m b er   o f   s am p les  in   class     with   ,   is   th e  − ℎ   r o w  o f   .   T h en ,   r e g u lar ize  th e  tu n ab le  weig h t.     with   th e  v is u al  p r o t o ty p e.   Her e    d ep icts   th e  to tal  n u m b er   o f   class es,    is   th e  − ℎ   r o w  o f     an d      d en o tes  th e   Ku llb ac k - L eib ler   d iv er g en ce   b etwe en   two   v ec to r s   b y   ( 6 )   an d   ( 7 ) .     , = 1 ∑ ( ( ) = 1 )   ( 6 )      − = 1 ∑  ( , | | ) = 1   ( 7 )     3 . 1 . 6 .   Sp ec ies - det a il pro t o t y pe  re g ula riza t io n   B ased   o n   th e  te x t   e n co d e r   ,   t h e  t e x t - b ase d   p r o t o t y p e     f o r   t h e   − ℎ   cl ass   as  th e   te x t   f ea tu r e  o f   th e   cl ass   t ex t  ,   th at  is   e x p r ess e d   i n   ( 8 ) .   H er e ,     is   c o n s i d e r e d   t h e  te x t  f o r   th e  − ℎ   class ,   b y   u s in g   t h e  te x t  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  1 5 ,   No .   3 ,   J u n e  2 0 2 6 :   2 6 8 5 - 2 6 9 7   2692   en co d er ,   a   p r o m p t   is   d esi g n e d   to   p r e f i x   th e   .  Si m il ar ly ,   t h e  t e x t - b ase d   p r o t o t y p e   r eg u l a r iz ati o n   is   g i v en     in   ( 9 ) .   W h e r e in     is   t h e   cl ass   s ize ,     is   th e  − ℎ   r o w   o f     a n d      r e p r es en ts   t h e  K u ll b ac k - L e i b le r   d i v e r g e n c e  b etw ee n   tw o   v ec to r s .   De p e n d i n g   o n   th e  c r o s s - e n t r o p y   l o s s ,   t h e  v is u al  an d   t e x t - b ase d   r e g u la r iz ati o n ,  th e   t o t al   l o s s      d e n o te d   is   g i v e n   in   ( 1 0 ) .   H o we v e r ,   h e r e   1 ,   2 ,   a n d   3   d e p i ct  th e  b ala n ce   f ac t o r s .     , = ( )   ( 8 )      − = 1 ∑  ( , | | ) = 1   ( 9 )      = 1  + 2  −  + 3  −   ( 1 0 )       4.   RE SU L T S  AND   D I SCU SS I O N   T h e  d ataset  u s ed   f o r   p o llin ato r   s p ec ies  class if icatio n   co n s is t s   o f   d etailed   f ield   o b s er v atio n s   o f   in s ec t  v is its   to   f lo wer in g   p lan ts ,   alo n g   with   ass o ciate d   e n v ir o n m e n tal  an d   la n d - u s e  in f o r m atio n .   E ac h   d ata  r ec o r d   in clu d es  co n tex tu al  v ar iab les   s u ch   as  th e  d ate,   latitu d e,   lo n g itu d e ,   s ite  d escr ip tio n ,   an d   wea th er ,   wh ich   p r o v id e  a  r ich   s et  o f   f ea tu r es   f o r   m o d el  tr ain in g .   T h e  ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F 1 - s co r e  ar e  th e  k ey   p er f o r m an ce   m etr ics  u s ed   t o   ev al u ate  th e   m o d els.  Acc u r ac y   m ea s u r es  th e   o v er all  co r r ec tn ess   o f   th e   class if icatio n s ,   wh ile  p r ec is io n   f o cu s es  o n   th e   p r o p o r tio n   o f   tr u e   p o s itiv e  class if icatio n s   am o n g   all  p o s itiv e  class if icatio n s .   R ec all  ev alu ates  th e  m o d el' s   ab ili ty   to   id en tify   all  r elev an t  in s tan ce s ,   an d   th e  F1 - s co r e   p r o v id es  a   b alan ce   b etwe en   p r ec is io n   an d   r ec all.   T h ese  m e tr ics  co llectiv ely   h elp   ass ess   th e  ef f ec tiv e n ess   o f   th e  m o d els in   ac cu r ately   class if y in g   p o llin ato r   s p ec ies.     4 . 1 .     Da t a s et   det a ils   T h e  d ata   s et  s h all  co n tain   5 , 6 8 7   r ec o r d s   o f   i n s ec t  s p ec im en s ,   th e  s u b ject  m atter   o f   wh ich   will  b e  th e  p o llin ato r   s p ec ies.  A n   in - d ep t h   r ev iew   o f   th e  d ataset  in d icat es  th at  p o llin atio n   s p ec ies  o f   k n o wn   s p ec ies  co u n t   5 , 5 7 3 ,   an d   n o n - p o llin ato r s   co u n t  1 1 4   ( wh en   co n s id er i n g   th e  g en u s   B o ta n o p h ila   th at   co n s is ts   o f   m o s tly     s ee d - f ee d in g   f lies ) .   T h e   d at a  co n tain   i n s ec ts   b elo n g in g   to   th r ee   m ajo r   o r d er s ,   n a m ely ,   Hy m e n o p ter a     ( 5 , 3 4 8   r ec o r d s ) ,   Dip ter a  ( 3 3 2   r ec o r d s ) ,   an d   C o leo p ter a  ( 7   r ec o r d s ) .   Hy m e n o p ter a,   p r ed o m in an tly   s p ec ies  o f   th e  f am ily   Ap id ae   is   h o m e  t o   k ey   p o llin at o r s ,   h o n e y b ee s   ( A p is   g en u s )   an d   b u m b le b e es  ( B o mb u s   g en u s ) ,   wh ich   m ak e   u p   a   lar g e   p a r t  o f   th e  d ataset.   T h e  o th er   g en u s   to   n o te   is   Melis s o d es,  La s io g lo s s u m ,   an d   Ha lictu s ,  wh ich   ar e  all  u s ef u l  in   t h e  p o l lin atio n   o f   cr o p s   an d   wild   f lo wer s .   T h e  an aly s is   co n d u cte d   at  th e  s p ec ies  lev el  s h o ws  th at  A p is   mellifera   ( th e  E u r o p ea n   h o n ey b ee )   h as  th e   lar g est  p er ce n tag e  with   4 , 5 4 8   en tr ies,  in d icatin g   th at  it  is   im p o r tan t  in   ag r icu ltu r al  p o llin atio n .   Als o ,   s p ec ies  s u ch   as  Melis s o d es  tr in o d is ,   B o mb u s   g r is eo co llis ,  o r   B o mb u s   tern a r iu s   ar e  th e  m o s t  s ig n if ican t  p o llin ato r s   o f   n ativ e  p lan ts   an d   cr o p s .   T h e  B o ta n o p h ila   g en u s ,   1 1 4   r ec o r d s ,   in   co n tr ast,  co n s i s ts   alm o s t   s o lely   o f   n o n - p o lli n atin g   s p ec ies  th at  ar e  m o r e  ac cu r ately   d escr ib ed   as seed   f ee d er s   an d   wh ic h   co n tr ib u te  litt le  to   p o llin atio n .   T h e  im ag e  d ata  o f   o u r   d ataset  is   s h o wn   in   Fig u r e  4 .                           Fig u r e  4 .   I m ag e  d ataset       4 . 2 .     Resul t s   4 . 2 . 1 .   B ina ry   cla s s if ica t io n   A  b in ar y   class if icatio n   wo u ld   b e  s ee n   as  a  d iv is io n   o f   th e   d ata  s et  in to   two   d if f er e n t  c ateg o r ies,   in clu d in g   p o llin ato r   v s .   n o n - p o llin ato r .   I t  m ak es  t h is   p r o b le m   ea s ier   to   class if y   an d   is   aim ed   at  d eter m in in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       A   n o ve l d ee p   lea r n in g - b a s ed   p o llin a to r   s p ec ies cla s s ifica tio n   u s in g   th e  mu ltimo d a l  …   ( P o o ja   Ha d ima n e)   2693   wh eth er   a n   in s ec t  is   c o n s id er ed   to   p lay   a  r o le  i n   p o llin atio n   o r   n o t.  As  a n   illu s tr atio n ,   g en er a  s u ch   as  A p is ,  B o mb u s ,   an d   La s io g lo s s u m ,   all  co m m o n   p o llin ato r s ,   ca n   b e  ter m ed   as  p o llin ato r s .   C o n v er s ely ,   an y   g en u s   n o t  ty p ical  o f   p o llin atio n   ( h ad   th e  p o llin atin g   d ata  av ailab le  in   th e  d ataset  wo u ld   b e  ter m ed   a  n o n - p o llin ato r .   T h is   b in ar y   class if icatio n   ex er cise   aim s   at  esti m atin g   wh eth er   a  p ar ticu lar   in s ec t,  ju d g ed   b y   its   ch ar ac ter is tic s   ( s u ch   as  in s ec t  f am ily ,   tr ib e ,   an d   s p ec ies),   will  b e  d esc r ib ed   eith er   as  p ar t  o f   th e  p o llin ato r   o r   as  a    non - p o llin ato r .   T h e  m o d el  is   tr ain ed   to   d is cr im in ate  b etwe e n   th ese  two   class es  o f   f ea tu r es  g iv en ,   an d   it  is   a  s in g le  b in ar y   la b el,   wh ich   is   0   ( n o n - p o llin ato r )   o r   1   ( p o llin at o r ) .   T h e  ch ar t   is   a  co m p ar is o n   b etwe en   th e  ac cu r ac y   o f   two   m o d els,  th e  RF   an d   o u r   p r o p o s ed   DL   n etwo r k ,   with   p o llin ato r   s p e cies  clas s if icatio n .   DL   m o d el   is   h ig h ly   m o r e  ef f ec tiv e  th a n   th e  RF   with   an   ap p r o x im ate  o f   9 8 . 3 4 %  ac cu r ac y   wh en   co m p ar ed   to   9 2 .   T h e  f in d in g   s h o ws  th e  d ee p er   ap p licab ilit y   o f   th e  DL   m eth o d   t o   th e   co r r ec t  class if icatio n   o f   th e  p o llin ato r   s p e cies  u n d er   o u r   m u ltimo d al  a p p r o ac h .   Fig u r e  5   r ep r esen ts   th e  an aly s is   o f   ac cu r ac y .   T h e  ch a r t  c o m p ar es  t h e  p r ec i s io n   o f   th e   RF   m o d el   an d   o u r   p r o p o s ed   DL   n etwo r k   f o r   p o llin ato r   s p ec ies  class if icatio n .   T h e  DL   m o d el   d em o n s tr ates  s ig n if ica n tly   h ig h er   p r ec is io n ,   ar o u n d   9 5 %,  co m p ar ed   to   th e  8 5 % a ch iev e d   b y   RF .   T h is   in d icate s   th at  th e  DL   m o d el  is   m o r e  ef f ec tiv e  in   ac cu r ately   i d en tify in g   r elev an t  p o llin ato r   s p ec ies wh ile  m in i m izin g   f alse p o s itiv es.  Fig u r e  6   s h o ws th e  p r ec is io n   c o m p ar i s o n .   T h e  c h ar t   c o m p ar es  t h e   r ec a ll   o f   t h e   RF   m o d el   a n d   o u r   p r o p o s e d   D L   n etw o r k   f o r   p o lli n a to r   s p ec ies   class i f i ca t io n .   T h e   p r o p o s ed   D L   n e tw o r k   e x h ib its   a   h ig h e r   r e ca ll ,   a r o u n d   9 7 %,   c o m p ar e d   t o   t h e   9 2 %   a ch ie v e d   b y   RF .  T h is   i n d i ca t es t h a t t h e   DL   m o d el  is   m o r e  ef f e cti v e   at   id e n t if y i n g   m o s t  o f   t h e  r e le v a n t p o l li n at o r   s p ec ies ,   m i n im izi n g   f alse   n e g at iv es  in   t h e   p r o c ess .   Fi g u r e  7   s h o ws   t h e   r ec all   c o m p ar is o n .   T h e  ch ar t  co m p ar es  th e  F1 - s co r e  o f   th e  RF   m o d el  an d   o u r   p r o p o s ed   DL   n etwo r k   f o r   p o llin ato r   s p ec ies  clas s if icatio n .   T h e  p r o p o s ed   DL   n etwo r k   ac h ie v e s   a  s ig n if ican tly   h ig h er   F1 - s co r e ,   ar o u n d   9 5 %,  co m p ar ed   to   t h e  8 7 %  ac h iev e d   b y   th e  R F .   T h is   in d icate s   th at  th e  DL   m o d el  s tr ik es  a  b etter   b alan ce   b etwe en   p r ec is io n   an d   r ec all,   m ak i n g   it  m o r e  e f f ec tiv e   o v er all   in   a cc u r ately   class if y in g   p o llin at o r   s p ec ies.  Fig u r e  8   s h o ws th e  F1 - s co r e  co m p ar is o n .           Fig u r e  5 .   Acc u r ac y   c o m p ar is o n       Fig u r e  6 .   Pre cisi o n   c o m p ar is o n           Fig u r e  7 .   R ec all  co m p a r is o n       Fig u r e  8 .   F1 - s co r e  co m p ar is o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  1 5 ,   No .   3 ,   J u n e  2 0 2 6 :   2 6 8 5 - 2 6 9 7   2694   4 . 2 . 2 .     M ulticla s s if ica t io n   I n   a  m u lticlas s   class if icatio n   task ,   th e  g o al  is   to   class if y   ea ch   b ee   in t o   o n e  o f   s ev er al  p o s s ib le  ca teg o r ies,  wh er e   ea ch   ca te g o r y   r ep r esen ts   a  s p ec if ic   b ee   g en u s .   I n   th is   s ce n ar io ,   th e  m o d el  ass ig n s   ea ch   in s ec t to   a  p ar ticu lar   g e n u s ,   s u ch   as  A p is ,  B o mb u s ,   o r   La s io g lo s s u m .   I n s tead   o f   g r o u p in g   th e  d ata  in to   ju s t two   ca teg o r ies,  lik e   in   b in ar y   class if icatio n ,   ea ch   b ee   g e n u s   is   tr e ated   as  its   o wn   class .   Fo r   in s t an ce ,   class   0   co u ld   r ep r esen t  A p is   ( th e   h o n ey b ee   g en u s ) ,   class   1   co u ld   r ep r ese n t  B o mb u s   ( th e   b u m b leb ee   g e n u s ) ,   class   2   co u ld   r ep r esen t  La s io g lo s s u m   ( t h e  s wea t  b ee   g e n u s ) ,   an d   s o   o n   f o r   th e   o th e r   g e n er a.   T h e   m o d el's  o b jectiv e  is   to   p r ed ict  th e  g en u s   o f   ea ch   b ee   b ased   o n   its   f ea tu r es,  s u ch   as  f am ily ,   s p ec ies,  o r   tr ib e.   T h e   m o d el  will  o u tp u t   o n e  class ,   id en tify i n g   th e   g en u s   to   wh ich   th e  b ee   b elo n g s .   T o   ev alu ate   th e  m o d el’ s   p e r f o r m an ce ,   m etr ics  lik e   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r e  ar e  ca lcu lated   f o r   ea ch   clas s ,   s h o win g   h o w  well  th e  m o d el  co r r ec tly   p r ed icts   ea ch   b ee   g e n u s .   Fig u r e   9   s h o w s   th e  m u lticlas s   clas s if icatio n .   T h e  ch a r t  s h o ws  th e   ac cu r ac y ,   r ec all  an d   F1 - s co r es  o f   ea ch   o f   th e   b ee   g e n er a  i n   th e   f r a m e wo r k   o f   a   m u lticlas s   clas s if icatio n   p r o b lem ,   th e  o b jectiv e  o f   wh ic h   is   to   class if y   b ee   s p ec ies  co r r ec tly   i n to   th eir   co r r esp o n d in g   g en e r a.   T h e  g e n u s   th at  ar e   r ep r esen ted   ar e   A g a p o s temo n ,   A n d r en a ,   A p is ,   La s io g lo s s u m ,   an d   s o   o n ,   with   s co r es  0   to   1 ,   s h o win g   th e  a b ilit y   o f   th e  class if icatio n   m o d el.   I n   th e   v ast  m ajo r ity   o f   g e n er a,   in clu d in g   A p is ,   A g a p o s temo n ,   C era tin a ,   Du fo u r ea ,   Ha lictu s ,   Meg a ch ile ,   an d   Melis s o d es ,   th e  m o d el  h as  v er y   g o o d   p er f o r m a n ce ,   with   alm o s t  p er f ec t  p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r es.  T h is   im p lies   th at  th e  m o d el  is     v er y   u s ef u l  in   th e  d etec tio n   o f   th ese  g en e r a,   with   f ew  cl ass if icatio n   er r o r s   an d   m o s tly   p r ed icts   m o s t  o f     th ese  s am p les.    No n eth eless ,   th e  p er f o r m a n c e  o f   th e  m o d el  with   r eg ar d   to   a  f ew  g en er a,   s u ch   as  A n d r en a   an d   Hyla eu s ,   is   s lig h tly   d is p r o p o r t io n ate.   I n   p ar ticu lar ,   A n d r en a   h as lo w  r ec all  an d   F1 - s co r e   wh en   co m p ar ed   t o   its   p r ec is io n .   I t  m ea n s   th at  alth o u g h   th e  m o d el  is   ef f ec tiv e  i n   r e co g n izin g   A n d r en a   wh en   it  m ak es  a  p r ed ictio n ,   it   ca n n o t  r ec o g n ize  all  r ea l  ex a m p les  o f   th is   g en u s ,   wh ich   i s   wh y   th e  r ec all  d ec r ea s es.  T h e  s am e  tr en d   is   o b s er v ed   with   Hyla eu s ;  in   th at  ca s e,   r ec all  is   s o m ewh at  l o wer ,   in d icatin g   th e  m o d el  is   m is s in g   s o m e  r ea l  Hyla eu s   b ee s   in   its   m o d el.   T h e  co n f u s io n   m atr ix   is   d is p lay e d   in   Fig u r e  1 0 .           Fig u r e  9 .   Mu lticlas s   class if icat io n       T h e  co n f u s io n   m atr i x   in d icate s   th at  th e   m o d el  is   d o in g   r ea ll y   well  at   class if y in g   th e   g e n u s   A p is ,   with   9 1 9   co r r ec t  an d   n o   m is class if icatio n s .   T h is   m ea n s   th at  th e  m o d el  is   ac cu r ate  an d   h as  g o o d   r ec all.   T h er e  a r e  also   o th er   g en e r a,   s u ch   as   Melis s o d es   an d   La s io g lo s s u m ,   i n   wh ich   th e   p er f o r m a n ce   is   h ig h   ( 2 7   a n d   1 8   co r r ec t   class if icatio n s ,   r esp ec tiv ely ) .   T h er e   ar e  m in o r   m is class i f icatio n s ,   e. g . ,   La s io g lo s s u m   is   co n f u s ed   with   A n d r en a .   T h er e   is   s o m e   m i s class if icatio n   in   th e   g e n u s   A n d r en a ,   wh er e   o n l y   4 /6   ca s es  wer e  co r r ec tly   d eter m in ed ,   an d   1 /6   o f   ea ch   c ase  was  m is p lace d   in   th e  g en u s   La s io g lo s s u m   an d   th e   g en u s   C era tin a .   Sm aller   g en er a  s u ch   as  A g a p o s temo n ,  A u g o ch l o r ella ,   an d   Du fo u r ea   h av e  b ee n   p lace d   in to   p la ce ,   u s u ally   d esp ite  h av in g   f ewe r   s am p les an d   i n d i ca te  th e  o v er all  g o o d   m u lticlas s if icatio n   ca p ab ilit y   o f   t h e  m o d el.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.