Вадим Дудченко
Администратор портала

Это факт жизни для птицеловов, что некоторые виды дьявольски трудно отличить друг от друга—в частности, воробьев и серых певчих птиц, прозванных “маленькими коричневыми джобами".- Различать практически невозможно. Теперь компьютерная программа, анализирующая фотографии и видео, совершила этот подвиг. Аванс обещает раскрыть новую информацию о поведении птиц.

“Мы проводим много времени с биноклем, сидя на корточках, разглядывая птиц и их ноги”, - говорит Айрис Левин, поведенческий эколог из колледжа Кеньона, которая не участвовала в новой работе. Причина: в течение многих лет исследователи идентифицировали птиц, помещая цветные полосы на их ноги. Они используют эти полосы для идентификации птиц в дикой природе, а также на фотографиях и видео в лаборатории. Эта задача часто бывает трудоемкой, говорит Левин.

Ткачи выглядят почти одинаково—по крайней мере, для людей. 

Специально оборудованные метки могут облегчить работу, включив GPS и датчики приближения, которые записывают, когда животные взаимодействуют. Пассивные встроенные транспондерные метки (PIT), также используемые для предотвращения краж в магазинах и идентификации домашних животных, сигнализируют о связанных антеннах, когда птица приземляется в пределах нескольких сантиметров. Поведенческий эколог Клэр Дутрелант из CNRS, французского Национального исследовательского агентства, и ее коллеги добавляют эти маленькие метки к кольцам ног птиц-ткачей (Philetairus socius) с 2017 года.

Общительные ткачи работают вместе, чтобы построить большие гнезда в Южной Африке, часто в акациях. Гнезда могут весить до 1 тонны и содержать до 200 птиц в отдельных камерах. Их кооперативное поведение также включает выращивание цыплят и защиту от змей и соколов. Чтобы изучить это поведение, исследователи идентифицируют и отслеживают сотни отдельных птиц.

Антенны на кормушках отслеживают, какие птицы живут в колонии. Но более детализированную информацию—например, какие птицы внесли наибольший вклад в общественную деятельность-получить таким путем не удалось. А Дутрелант и ее коллеги не могут разместить антенны по всему гнезду: птицы опасаются их, а их камеры расположены слишком близко друг к другу для надежного сбора данных.

Поэтому член команды Андре Феррейра, аспирант Университета Монпелье, решил попробовать себя в создании искусственного интеллекта. Инструмент, называемый сверточной нейронной сетью, просеивает тысячи изображений, чтобы выяснить, какие визуальные признаки могут быть использованы для классификации данного изображения; затем он использует эту информацию для классификации новых изображений. Сверточные нейронные сети уже использовались для идентификации различных видов растений и животных в дикой природе, включая 48 видов африканских животных. Они даже достигли более сложной задачи для слонов и некоторых приматов: различение особей одного и того же вида.


Алгоритм отслеживает отдельных птиц, когда они совместно строят свое огромное общее гнездо. КАТЯ БУГИУРИ И АНДРЕ ФЕРРЕЙРА
Феррейра скормил нейронной сети несколько тысяч фотографий 30 общительных ткачей,которые уже были помечены. “Никто не придумал эффективного метода сбора этих учебных наборов данных", - говорит он. Чтобы сделать снимки, он установил камеры рядом с кормушками для птиц, оснащенными радиочастотными антеннами. Как только птицы приземлялись, маленький компьютер записывал их личность с помощью бирки ямы, а камера снимала их спины каждые 2 секунды. (Вид сзади-это та часть птицы, которую чаще всего можно увидеть во время гнездования или кормления.)

Всего через 2 недели у Феррейры было достаточно фотографий, чтобы обучить нейронную сеть. ” Мы не были уверены, что это сработает", - вспоминает Дутрелан. “Мы много наблюдали за этими птицами, и нам никогда не удавалось узнать их без цветных колец."Но когда ей давали фотографии, которых она раньше не видела, нейронная сеть правильно идентифицировала отдельных птиц в 90% случаев, - сообщают они на этой неделе в журнале Methods in Ecology and Evolution. Дутрелан говорит, что это примерно такая же точность, как у людей, пытающихся определить цветовые кольца с помощью бинокля.

Затем Феррейра опробовал этот подход на двух других видах птиц, изученных Дэмиеном Фарином, поведенческим экологом из Института поведения животных Макса Планка. Инструмент был столь же точен в идентификации зебровых зябликов в неволе и больших синиц в дикой природе. Оба вида широко изучаются экологами.

Но Гейл Патричелли, поведенческий эколог из Калифорнийского университета в Дэвисе, видит некоторые ограничения в этом подходе. Например, с видами, которые трудно поймать и пометить, может быть трудно получить тысячи идентифицируемых фотографий, необходимых для обучения нейронной сети. Она изучает большого рябчика-вид, находящийся в упадке, и старается избегать обращения с ним, потому что это напрягает птиц. Еще одно потенциальное ограничение: когда птицы линяют, нейронная сеть может не распознать их и ее придется переучивать. Феррерия собирает фотографии других черт, таких как аспект головы, чтобы улучшить инструмент.

Самое большое ограничение в нынешней нейронной сети, говорит Феррейра, заключается в том, что она пытается идентифицировать каждую птицу как ту, которую она уже знает, поэтому она не может распознать новую особь. Феррейра сейчас работает с Фарине, чтобы попробовать другой вид нейронной сети, которая могла бы сделать это—ее нужно было бы обучить на изображениях многих других птиц. Если бы набор данных был достаточно большим, этот инструмент мог бы использоваться даже исследователями, которые не помечали своих птиц. “Я думаю, что это было бы полным изменением игры", - говорит Фарин.

Несмотря на эти ограничения, Патричелли называет новую работу “захватывающей” и говорит, что она открывает возможности для изучения многих других видов птиц и их поведения. "Тот факт, что этот алгоритм смог отличить их друг от друга—когда они выглядят очень похожими на невооруженный глаз—определенно поражает.”

  • Добавить в Словарь
     
    • Новый список слов для Русский -> Русский...
       
    • Создать новый список слов...
  • Копировать
  • Добавить в Словарь
     
    • Новый список слов для Русский -> Русский...
       
    • Создать новый список слов...
  • Копировать
  • Добавить в Словарь
     
    • Новый список слов для Македонский -> Русский...
       
    • Создать новый список слов...
  • Копировать
  • Добавить в Словарь
     
    • Новый список слов для Русский -> Русский...
       
    • Создать новый список слов...
  • Копировать
  • Добавить в Словарь
     
    • Новый список слов для Русский -> Русский...
       
    • Создать новый список слов...
  • Копировать
 



Актуальные новости

  • Сутки
  • Неделя
  • Месяц