Среднестатистическому человеку едва ли удастся с ходу различить между собой Дэни, Ленор и Беллу. Все они обладают роскошной шоколадной шерстью и предпочитают аналогичные варианты времяпрепровождения – игрища в ледяной воде или развлечения со свежепойманной рыбой. Мелани Клэпхем – не среднестатистический человек: будучи биологом, она посвятила многие годы своей жизни изучению медведей гризли. При поддержке разработчиков программного обеспечения Клэпхем создала BearID – алгоритм машинного обучения для идентификации лиц медведей.

Опыт Мелани позволяет ей узнавать своих подопечных, обитающих в окрестностях бухты Найт на побережье Британской Колумбии, по мелким деталям – порезу на ухе, шраму на носу и т. п. Впрочем, иногда даже Клэпхем приходится угадывать эти мелочи в постоянно изменяющемся облике медведей, которые всю весну и лето активно набирают вес, постепенно меняя окрас и длину шерсти к зиме, а весной покидают берлоги исхудавшими и с поредевшей шубой. Несколько лет назад Клэпхем заинтересовала возможность адаптировать программы распознавания человеческих лиц под идентификацию медведей. По словам Мелани, отслеживание перемещений конкретных животных было бы полезным для исследования их поведения или для развития более эффективных стратегий сохранения видов. Кроме того, подобные технологии пригодились бы для поиска медведей-вредителей, которые повадились обчищать пригородную свалку или нападать на фермерских животных.

Из-за изменчивости облика медведей Клэпхем сомневалась в возможности реализации программного обеспечения, способного распознавать одних и тех же особей в разные периоды их жизни. В 2017 году она присоединилась к платформе Wildlabs.net, которая позволяет наладить связь между специалистами из сфер охраны природы и разработки инновационных технологий. Там она познакомилась с двумя инженерами из Сан-Хосе – Эдом Миллером и Мэри Нгуен, которые увлекались не только машинным обучением, но и созерцанием медвежьей жизни через веб-камеры в Национальном парке Катмай на Аляске. Совместными усилиями трио создало BearID – программу для распознавания медведей по фото.

В основе BearID лежит уже существовавшая ранее программа искусственного интеллекта Dog Hipsterizer, суть которой заключается в добавлении забавных усов и глупых шляп на снимки с собаками. Клэпхем, Миллер и Нгуен адаптировали это ПО, научив искусственный интеллект идентифицировать на фото лица медведей. Затем в ход вступает другая программа ИИ, которая распознаёт конкретных особей, основываясь на относительно скромной базе данных. В общей сложности для создания BearID разработчики использовали 4674 снимка медведей гризли из бухты Найт и Национального парка Катмай. В обучении программы были задействованы около 80% снимков, а другие 20% пригодились для тестирования навыков ИИ.

Ввиду отсутствия каких-либо чётких особенностей окраса, программа идентифицирует медведей по расстоянию между верхней границей лба, ушами, носом и глазами. По словам Клэпхем, на данном этапе BearID с точностью около 84% распознаёт 132 особи. Для бо́льшего охвата необходимо расширить базу данных. Кроме того, разработчики рассматривают возможность развития программы для распознавания других видов животных.

Возможность идентифицировать и отслеживать перемещения животных при помощи автоматических камер, разбросанных по охраняемым территориям, избавляет сотрудников парков от необходимости отлавливать зверей и устанавливать на них радиометки. Впрочем, у BearID есть и потенциальные недостатки. Вряд ли лично у медведей есть претензии по поводу нарушения их приватности, однако платформы распознавания и отслеживания животных рискуют стать орудием в руках злоумышленников. Важно тщательно контролировать, кто получает доступ к базам данным с информацией о местоположении зверей, чтобы те не достались браконьерам.

Источник фото: bearresearch.org