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 съёмки 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 объём данных, что затрудняет их анализ.

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 7 500 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 сотрудник отдела науки ФГБУ «Земля леопарда» Таисия Марченкова.

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.

МФТИ давно занимается этой задачей, и в данной области удалось достигнуть значительных успехов, в том числе благодаря научному тандему с другими учёными.

«Сначала мы научили искусственный интеллект 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 искусственного интеллекта 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 её жизненный ареал. Для обучения искусственного интеллекта 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», – сказал ведущий программист лаборатории, кандидат технических наук Андрей Леус.

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.