Фотоловушки с искусственным интеллектом помогут защитить диких животных
Технологии искусственного интеллекта сегодня находят применение в самых разных сферах. В том числе в экологии и области охраны животных. Один из примеров — разработка ученых из МФТИ. Они предложили использовать нейросети для обработки данных, полученных с фотоловушек. Программа сортирует и обрабатывает до одного миллиона изображений в сутки, а ее точность — свыше 95%, при этом она быстрее ученого-эксперта на несколько порядков.
Исследование опубликовано в журнале Scientific and Technical Information Processing. Как объяснили ученые, фотоловушки — это устройства, которые фиксируют изображения животных и других объектов в их естественной среде. В России около несколько тысяч особо охраняемых природных территорий, где используют эти проборы.
«Обычно при обнаружении объекта устройство делает от одного до семи кадров. Проблема в том, что до 70% полученных фотографий неинформативны. Это происходит как по причине ложного срабатывания камеры (например, из-за движения веток или снега), так и неудачной позы животного. При этом обработка изображений вручную происходит крайне трудоемко. Чтобы оптимизировать задачу, группа разработала алгоритм, который сочетает два процесса: выявление и узнавание объектов и их последующую классификацию», — рассказал Владислав Ефремов, один из разработчиков, аспирант МФТИ Владислав Ефремов.
На первом этапе система анализирует изображения и устанавливает, содержат ли они животных. Для этой задачи исследователи протестировали несколько архитектур и выбрали нейронную сеть YOLOv5-L6. Эта модель адаптирована в том числе для таких условий, как низкая освещенность или перекрытие объекта другими предметами. При анализе тестовых данных точность этой программы составила 98,.5 %.
Следующий этап работы системы посвящен определению видовой принадлежности животных. Для этих целей исследователи задействовали сверточные нейронные сети. Этот алгоритм «изучает» изображение по маленьким фрагментам и выделяет ключевые детали — линии, углы и текстуры. Таким образом, сначала искусственный интеллект находит простые элементы (например, контуры), а затем собирает их в сложные (глаза, лапы, морды животных). Такие же нейросети, в частности, лежат в основе технологии распознавания лиц.
На этом этапе, по мнению исследователей, лидером стала архитектура ResNeSt-101. Она продемонстрировала точность классификации 98,.339 %. Помимо видов, программа также определяет подвиды животных.
«Для обучения нейронных сетей команда использовала более миллиона фотографий и 65 тысяч видеороликов, полученных с фотоловушек в различных заповедниках России. Эти данные были тщательно размечены, что позволило обучить модели с высокой точностью распознавать объекты и классифицировать их», — поделился Владислав Ефремов.
В настоящее время разработанная система способна обрабатывать до миллиона изображений в сутки. При этом точность распознавания достигает 95%, что сопоставимо с результатами, которые показывают эксперты-экологи. При этом программа выполняет работу быстрее на несколько порядков.
Как объяснили разработчики, предложенная нейросеть хорошо адаптируется под разные видовые составы и может быть задействована в любом из заповедников России. В будущем такие системы возьмут на себя большую часть рутинного труда экологов, позволяя им сосредоточиться на более важных задачах.
Дальнейшие перспективы исследования связаны с интеграцией фотоловушек и программного комплекса посредством систем спутниковой передачи данных. Также возможна разработка мобильных приложений для полевых исследований и создание «умных» фотоловушек со встроенными «мозгами» — нейросетевыми моделями, которые автоматически удаляют неудачные фото.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно