Как машинное обучение помогает спасать природу
В 2003 году Таня Бергер-Вольф, ученая из Университета Огайо, поехала в отпуск в заповедник в Кении. Там она встретила коллегу, который пытался идентифицировать зебру, сравнивая ее полосы с полосами сотен зебр на фотографиях, ранее сделанных в заповеднике.
Поиск занял примерно 20 минут, и Бергер-Вольф предположила, что должен существовать лучший способ идентификации диких животных. Вместе с коллегами они разработали Экологическую информационную систему на основе изображений (IBEIS), систему машинного обучения, способную сравнивать фотографии зебр и других видов животных.
В процессе обучения IBEIS демонстрировали тысячи фотографий животных. Зебры идеально подходят для этой задачи, потому что, по сути, они являются ходячими штрих-кодами. Но будет ли IBEIS работать с другими животными, нуждающимися в защите? Профессор Бергер-Вольф объединила усилия с некоммерческой организацией Wild Me. Вместе они создали проект Wildbook, чтобы подсчитать китовых акул, находящихся под угрозой исчезновения, путем анализа фотографий исследователей, дайверов-любителей и обычных туристов на лодках.
У этих акул есть пятна на теле, уникальные для каждого животного. В рамках проекта было проанализировано около 75 000 фотографий и видеороликов, и выявлено около 8100 особей китовых акул. Проект был признан успешным, сейчас Wildbook продолжает работу с более чем 30 видами животных, включая белых медведей, жирафов и горбатых китов. Программное обеспечение просматривает публично размещенные изображения и клипы в социальных сетях в поисках подходящих животных.
В 2016 году Кения обратилась к Бергер-Вольф за помощью в подсчете зебр Греви. В 1970-х их было около 15000, но защитники природы считали, что их количество резко сократилось. Для этого ученые пригласили волонтеров, которые хотели помочь, и попросили их фотографировать животных в течение двух дней в местах их обитания. Сотни людей вызвались помочь, в общей сложности они сделали 40 000 изображений для обучения моделей машинного обучения.
Окончательный подсчет показал 2350 зебр, подтвердив опасения защитников природы. Но теперь, когда снижение численности было задокументировано, был предпринят ряд шагов. Новые переписи зебр, проведенные в 2018 и в начале 2020 года, показали увеличение поголовья до 3000 особей.
