Система распознавания плавников вычислит акулу "по отпечаткам"

Учёные Бристольского университета (Англия) предлагают отслеживать больших белых акул по очертаниям их плавников.

Они создали специальную программу, которая в автоматическом режиме способна распознавать отдельных особей акул и идентифицировать их по фотографии.

Технология, известная как финпринтинг (finprinting, или "отпечаток плавника"), использует уникальный контур спинного плавника акулы для биометрического распознавания особи.

Эксперты уверяют, что программа способна определять акул также, как человека распознают по отпечаткам пальцев или сетчатке глаза.

Чей это плавник?

Система разработана учёными Беном Хьюзом и Тило Бургхардтом из Университета Бристоля. Она фиксирует отдельные части контура плавника, а не просто всё изображение целиком. Это означает, что снимки плавников, которые были у акул позднее повреждены, всё ещё будут актуальными для идентификации.

"Разработка может стать фантастическим инструментом", - говорит учёный Грег Скомал, который создаёт фотокаталог больших белых акул, замеченных у восточного побережья США.

Его команда тратит большое количество времени, пытаясь ежегодно "вручную" идентифицировать конкретную особь акулы. Новая система поможет значительно упростить труд учёных.

Исследователи и ранее использовали контуры плавников, чтобы определять особи акул, однако новая программа позволит делать это в автоматическом режиме.

Разработчики программы планируют передать программное обеспечение исследователям в марте 2017 года, перед очередной экспедицией для изучения миграций белых акул.

Кроме того, специалисты планируют собирать для идентификации фотографии плавников акул, сделанные обычными людьми и теми, кто погружается посмотреть на акул в клетках.

Всем акулам выйти из сумрака

Большие белые акулы мигрируют на огромные расстояния, поэтому отслеживать конкретных особей, да ещё и в различные времена года, довольно непросто, - делится информацией Бен Хьюз.

Мы надеемся автоматизировать их идентификацию при помощи базы фотографий плавников. Система "ФинПринт" использует уникальные контуры спинного плавника акулы - её своеобразный биометрический идентификатор, как отпечатки пальцев или радужная оболочка глаза у людей.

Исследователями были изучены сотни плавников для распознавания акул в течение многих лет. Иногда использовалось программное обеспечение, но новый проект – это попытка сделать весь процесс автоматическим.

Мы уже подготовили новую технологию к полевым испытаниям, "скормив" искусственному интеллекту 240 фотографий акульих плавников для тренировки.

Согласно тестам, программное обеспечение может проанализировать загруженную картинку с акульим плавником и сказать с точностью до 81%, принадлежит ли он акуле, находящейся в базе данных, или нет.

Современная технология позволит эффективнее отслеживать миграции акул и помочь лучше понять их поведение.

Например, в 2015 году учёный Майкл Шолль и его коллеги сообщили об удивительном открытии: спутниковый радиопередатчик на большой белой акуле по кличке Николь помог выяснить, что она за 9 месяцев проплыла от Южной Африки до Австралии, а затем обратно. Это был новаторский подход в изучении страсти акул к путешествиям.

Правда, позднее учёные не смогли проследить дальнейшую судьбу удивительной акулы-путешественницы - акула исчезла из их поля зрения, так как, в виду надвигающихся заморозков, на неё не успели поставить тег.

Шолль по-прежнему получает письма от любителей акул, которые спрашивают, что же случилось с Николь. До сих пор он вынужден отвечать, что затрудняется ответить на этот вопрос. Но новая система может однажды обнаружить её, и сделать больше подобных сенсационных открытий.

Моя команда тратит сотни, если не тысячи, часов ручного труда с фотографиями каждого года, - говорит Грег Скомал. - Мы надеемся, что новый проект станет надёжным и удобным инструментом в руках исследователей.

Мы планируем испытать технологию на живых белых акулах уже в первом квартале 2017 года.

Автоматические идентификации уже были опробованы на других видах животных в рамках работы проекта "Wildbook", с помощью которого, например, было успешно проведено распознавание 15 тысяч зебр Греви в Кении. В этом случае идентификатором в алгоритме отслеживания использовались их чёрно-белые полоски.

При помощи этой технологии учёные отслеживали социальные контакты зебр. Они предполагают, что таким же образом смогут изучить особенности социальных контактов акул и однажды найти Николь в океане.

Мы с нетерпением ждём этого волнующего момента, - делится впечатлениями Майкл Шолль. - Это будет один из самых счастливых дней в моей жизни!

Более того, на базе платформы Wildbook сейчас проводится идентификация особей китовых акул в Красном море. В качестве биометрических параметров для распознавания служит уникальный набор полос и пятен на поверхности тела каждой китовой акулы.

С помощью фотобиблиотеки уже установлено, что в Красном море водятся преимущественно молодые и мигрирующие особи миролюбивых гигантов, а популяции содержат равное соотношение самцов и самок китовых акул.

Описание и цель технологии auto finprinting

Идея использования частей контура плавника для распознавания акулы является проверенной и надёжной, - рассказывают разработчики в релизе.

Методика использует искусственный интеллект для анализа спинных плавников акул, которые являются уникальными для каждой особи.

Надёжность системы подтверждается хотя бы тем, что локальные изменения формы плавника, например, из-за повреждения или травмы, а также послойных окклюзий, не помешали тестовой идентификации индивида по общей форме этой части его тела.

К тому же, методика может использовать всего лишь часть плавника, которая видна на поверхности. Это удобно, ведь в реальных условиях значительная его часть скрыта под толщей воды.

С технической точки зрения, эта методика также предусматривает коррекцию ошибок обнаружения контура, которые могут возникнуть в результате автоматического извлечения контуров плавников из базы имеющихся фотографий.

Цель системы "finprinting" заключается в создании международной базы данных он-лайн, которая будет доступна для учёных по всему миру, а затем, на втором этапе, - открыта для всех желающих.

Стало невозможно вручную управлять базами данных, которые включают в себя сотни тысяч изображений, - заявил генеральный директор фонда "Save Our Seas" (Сохраним наши моря).

Теперь технология позволяет получать очень точные идентификации и управлять базами данных, что сделает работу исследователей акул более эффективной и действенной.