В заповеднике «Ненецкий» будут использовать нейросети, чтобы анализировать данные фотоловушек на лежбищах моржей. Кроме того, планируется научить искусственный интеллект распознавать ластоногих по снимкам.
Проект реализуют сотрудники заповедника и ученые Московского физико-технического института при поддержке WWF России. Чтобы собрать «учебный фотоматериал» для нейросети, специалисты почти три недели провели на острове в Баренцевом море.
Как сообщили в пресс-службе природоохранной организации, в качестве полигона был выбран остров Матвеев, где каждое лето формируется крупнейшее в регионе — до тысячи особей — лежбище атлантических моржей. Наблюдение за ними дает ученым важные сведения о состоянии подвида, занесенного в Красную книгу России. В 2017 г. Всемирный фонд дикой природы помог обустроить на Матвееве пост наблюдения и мониторинга.
«Нейронные сети с каждым годом все шире применяются при исследованиях разных видов морских млекопитающих, но с моржами в этом направлении никто еще не работал, по крайней мере у нас в стране, — отметила координатор проектов по сохранению биоразнообразия Арктики WWF России Варвара Семенова. — Печорские моржи в этом плане отлично подходят для отработки этого подхода: они представляют собой немногочисленную и в значительной степени изолированную группировку. Это значит, что вероятность повторно встретить одних и тех же моржей на лежбище в разные годы довольно высока».
По словам Варвары Семеновой, если нейросети покажут себя эффективно, такой подход можно будет применять и в других районах Арктики, как на особо охраняемых природных территориях, так и за их пределами.
Один из основных инструментов изучения жизни лежбища — фотоловушки. Регистраторы работают автономно круглый год и позволяют понять, когда именно моржи вышли на берег и покинули его, как много было животных. Однако проблема в том, что только за один сезон фотоловушки делают несколько десятков тысяч снимков. Разобрать и проанализировать такой огромный массив данных — задача очень трудная.
На помощь решено привлечь современные технологии. Нейросеть способна быстро «переварить» весь объем, оставить только фото, где есть ластоногие, и рассортировать их, сэкономив коллективу заповедника сотни человеко-часов.
Еще более амбициозная задача — научить компьютер распознавать индивидуальность моржа. Для этого сейчас создается первоначальный каталог — фотобаза уже встреченных животных, — на основе которого будет учиться нейросеть.
У каждого моржа есть свои особые приметы (их специалисты называют «маркерные точки»), которые делают его индивидуальностью: «морщины» в области носа, глаз, шрамы, царапины, пятна на коже, сколы и трещины на клыках. В результате их анализа программа сможет «узнавать» каждую особь и сообщать о ее предыдущих визитах на лежбище.
«Надеюсь, что такая идентификация поможет нам также следить и за изменениями физического состояния животного: располнел морж или похудел, появлением у него новых шрамов, внешним проявлением болезней и т.д. В перспективе, может быть, и за продолжительностью жизни», — рассказала начальник научно-исследовательского отдела заповедника Юлия Богомолова.
За техническую часть проекта и непосредственную работу с нейросетями отвечают специалисты МФТИ, им уже передано более 10 тыс. снимков.
Сотрудники же заповедника смогли провести и традиционный мониторинг лежбища. Выводы оптимистичные: по общей предварительной оценке, состояние животных не вызывает опасения.
«В отдельные дни насчитывали до 700 особей. Кроме того, этим летом на косу на острове Голец всего в 11 км от Матвеева снова начали выходить моржи. В последние дестия лет они появлялись здесь редко и в очень небольшом количестве. Таким образом, численность этих гигантов на обоих лежбищах можно оценить почти в 1000 зверей», — констатировала Юлия Богомолова.
Сейчас специалисты анализируют полученные на Матвееве данные — пока вручную. Но, возможно, уже в следующем полевом сезоне рутины станет намного меньше, отметили в WWF России. Ученые планируют провести первые тесты и «экзамен» для нейросети уже через несколько месяцев.
