Для большинства людей оценка веса или цвета шерсти медведя не является первоочередной задачей во время неожиданной встречи с ним в лесу. Но для экологов и зоологов эти показатели имеют решающее значение, когда речь идет о сохранении вида.
А чтобы эти ученые с легкостью различали одного хищника от другого, команда исследователей из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL, Швейцария) и Тихоокеанского университета Аляски (APU, США) разработала PoseSwin – модель машинного обучения, способную различать бурых медведей, как это делают системы распознавания человеческих лиц.
Как работает эта ИИ-технология?
Модель PoseSwin была обучена на более чем 72 000 снимках 109 бурых медведей. Фотографии сделала в 2017-2022 годах исследовательница из APU Бет Розенберг. Она фотографировала животных днем и ночью в различных погодных условиях, рассказало издание Popular Science.
Госпожа Розенберг и ее коллеги, опираясь на свои знания о физиологии бурых медведей, определили несколько анатомических деталей, которые остаются относительно неизменными на протяжении всей жизни животного. Среди этих особенностей – угол надбровной дуги, расположение ушей и форма морды. Команда также обратила внимание на то, как выглядят медведи в различных позах и под разными углами.
«Наша интуиция подсказывала, что сочетание особенностей головы и позы будет более надежным показателем, чем просто форма тела, которая резко изменяется с увеличением веса», – объяснил Александр Матис, участник проекта из EPFL. По его словам, в конечном итоге «PoseSwin значительно превзошла те модели, которые использовали только изображения тела или игнорировали информацию о позе».
Во время полевого тестирования PoseSwin ученые использовали множество снимков бурых медведей, которые сделали посетители Национального парка и заповедника Катмай на Аляске, где периодически проводится Неделя толстых медведей. Исследователи загрузили фотографии в программу машинного обучения. И модель PoseSwin успешно идентифицировала медведей на новых снимках с теми, которые уже были в ее базе данных.
«Эту технологию можно будет использовать для анализа тысяч фотографий, которые посетители делают каждый год, а также для составления карты передвижения бурых медведей по этой большой территории», – отметила госпожа Розенберг.
В настоящее время ее команда использует PoseSwin для мониторинга более 100 медведей, обитающих вокруг государственного заповедника Макнил-Ривер, не нарушая их повседневной жизни. Благодаря этой системе ИИ ученые получают более точную информацию о здоровье и благополучии этих хищников, что очень важно для сохранения вида.
Вероятно, возможности PoseSwin исследователи будут использовать не только на медведях. Первые сравнительные тесты показывают, что новая модель невероятно точно идентифицирует макак. Так что, возможно, вскоре ее чрезвычайно важная работа распространится на многие другие виды животных.
Результаты исследования опубликовал журнал Cell Current Biology.
Фото: Unsplash
