Пробив в Аляска: Изкуствен интелект разпознава кафяви мечки по формата на черепа

Учени от САЩ и Швейцария разработиха революционна система с изкуствен интелект, която идентифицира индивидуални кафяви мечки в дивата природа. Технологията преодолява едно от най-големите предизвикателства в биологията – променливия външен вид на животните през различните сезони. Проектът се тества в защитената зона McNeil River State Game Sanctuary в Аляска, където всяко лято се събират близо 150 екземпляра.

За разлика от зебрите или жирафите, мечките нямат уникални шарки по козината. Те драстично променят теглото си и гъстотата на козината си, което прави традиционното визуално проследяване почти невъзможно. Новият алгоритъм, наречен PoseSwin, решава този проблем, като се фокусира върху стабилни анатомични белези: формата на черепа, разположението на ушите и специфични линии по муцуната.

Разпознаването на животни с ясно изразени белези вече е напреднало, но при мечките това беше изключително трудно – те напълняват, козината им се променя, движат се в различни среди. В това изследване предлагаме нов метод, който решава този проблем и дава много обещаващи резултати.

Системата е обучена с масив от над 72 000 изображения, събирани в продължение на пет години от биоложката Бет Розенбърг. Изкуственият интелект вече може да идентифицира 109 отделни мечки, дори ако не ги е „виждал“ с години. Това е свързано и с други проучвания за поведението на мечките гризли, които разширяват разбирането ни за тези хищници.

Структурата на черепа и белезите по главата почти не се променят във времето. Това ни позволи да разпознаваме отделни мечки дори години по-късно. Можем да обучим системата с данни от едни години и тя да идентифицира мечки от период, който не е виждала.

Районът на изследването е уникален – в McNeil River Falls са наблюдавани до 74 мечки едновременно по време на пика на лова на сьомга. Мястото е със строг достъп, като се допускат само по 10 посетители дневно чрез специална лотарийна система. Алгоритъмът PoseSwin позволява на учените да анализират дори снимки от туристи, за да проследят миграцията и репродуктивния успех на животните без нужда от стресиращо поставяне на чипове или физически маркери.