Система ИИ, разработанная на Физтехе, помогает контролировать состояние популяции редких животных

Ученые нацпарка «Земля леопарда» в Приморье впервые испытали специальное программное обеспечение Московского физико-технического института для распознавания дальневосточных леопардов, амурских тигров и других животных. Проект позволит оперативно получать информацию о диких животных и вести контроль за состоянием популяций самых редких кошек на планете.

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 большой объем данных, что затрудняет их анализ. МФТИ давно занимается этой задачей, и в данной 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 «Земли 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 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.