Ученые нацпарка «Земля леопарда» в Приморье впервые испытали специальное программное обеспечение Московского физико-технического института, созданного специалистами ФРКТ, для распознавания дальневосточных леопардов, амурских тигров и других животных. Проект позволит оперативно получать информацию о животных и вести контроль за состоянием популяции.
Компьютерную программу на основе технологии искусственного интеллекта и нейронных сетей разрабатывают специалисты лаборатории цифровых систем специального назначения МФТИ совместно с Минприроды России. Технологию тестируют в семи федеральных заповедных территориях, в том числе в национальном парке «Земля леопарда», где расположена самая большая в стране сеть фотомониторинга. Программа позволяет в полуавтоматическом режиме анализировать и сортировать фото и видео с фотоловушек по видам животных.
Использование фотоловушек для автоматической съемки животных в дикой природе — один из самых распространенных и эффективных инструментов по сохранению биоразнообразия. Эти устройства позволяют проводить точный мониторинг больших участков природных территорий. Однако фотоловушки генерируют слишком большой объем данных, что сильно затрудняет их анализ. МФТИ давно занимается этой задачей, и в этой области удалось достигнуть значительных успехов, в том числе благодаря научному тандему с другими учеными.
«Сначала мы научили ИИ фильтровать объекты, а затем — их классифицировать. Следующая задача — идентификация. Это более сложный уровень, так как не все виды животных имеют сильные индивидуальные отличия. Например, для ИИ достаточно сложно различить бурых медведей. Намного проще научить различать кошачьих, у каждой особи свой неповторимый рисунок, который “запоминает” нейросеть. В итоге мы фотофиксируем жизнедеятельность каждой особи, не нарушая ее жизненный ареал. Для обучения ИИ необходима большая база данных, и такую базу для кошачьих мы уже получили от нацпаркf “Земля леопарда”. Скоро мы определим каждого тигра и леопарда на данной территории», — рассказал ведущий программист лаборатории, кандидат технических наук Андрей Леус.
Нейросеть обрабатывает огромные массивы данных за очень короткое время и с высокой точностью. Специалисты «Земли леопарда» высоко оценили работу программы. Так, с тестовой задачей обработки 7500 фотографий животных компьютер средней мощности справился всего за час — в ручном режиме на это уходит целый рабочий день.
«У нас работают более 400 фотоловушек, приносящие колоссальное количество снимков, более миллиона в год. Уже более 10 лет мы постоянно систематизируем данные, просматривая каждый файл вручную, выделяя из общего массива изображений тигров, леопардов и представителей многих других видов, что необходимо в том числе для ежегодного установления численности редчайших кошек планеты. Машинное зрение упростит и ускорит рутинный процесс, позволит нам сконцентрироваться на более сложных задачах», — подчеркнула Таисия Марченкова, сотрудник отдела науки ФГБУ «Земля леопарда»
Специалисты также отмечают удобный интерфейс программы в процессе фильтрации фото и видео, доступность и высокий уровень поддержки со стороны разработчика. Программу можно дополнительно обучать и интегрировать с существующей базой данных фотомониторинга. Полностью переложив эту работу «на плечи» искусственного интеллекта в будущем, ученые смогут больше времени уделять непосредственно исследованиям, экологии животных.
Проведение исследований разных видов животных важно для сохранения дальневосточного леопарда и тигра. Необходимо также наблюдать за другими лесными обитателями, от которых напрямую зависит состояние популяций хищников. По фотографиям также отслеживают состояние популяций оленей, косуль, барсуков, енотовидных собак и других зверей.