Стать сторонником Помочь
Наша работа
Устойчивое лесопользование
Образовательная деятельность
Редкие виды
Регионы
ВЫ МОЖЕТЕ ПОМОЧЬ ПРЯМО СЕЙЧАС!
Премия рунета 2017
Премия рунета 2017

Нейросети научатся узнавать моржей «в лицо»

16 августа 2021
Сотрудники государственного заповедника «Ненецкий» и ученые Московского физико-технического института при поддержке WWF России будут обучать искусственный интеллект анализировать данные с фотоловушек, установленных на лежбищах моржей, и кроме того – распознавать ластоногих по фотоснимкам. Чтобы собрать «учебный фотоматериал» для нейросети, специалисты почти три недели провели на острове в Баренцевом море

В качестве полигона был выбран остров Матвеев, где под охраной заповедника «Ненецкий» каждое лето формируется крупнейшее в регионе – до тысячи особей – лежбище атлантических моржей. Наблюдение за этой территорией дает ученым важные сведения о состоянии подвида, занесенного в Красную книгу России. Чтобы создать безопасные условия для работы, в 2017 году Всемирный фонд дикой природы помог обустроить на Матвееве пост наблюдения и мониторинга.

«Нейронные сети с каждым годом все шире применяются при исследованиях разных видов морских млекопитающих, но с моржами в этом направлении никто еще не работал, по крайней мере у нас в стране, – отмечает Варвара Семенова, координатор проектов по сохранению биоразнообразия Арктики WWF России. – Печорские моржи в этом плане отлично подходят для отработки этого подхода – они представляют собой немногочисленную и в значительной степени изолированную группировку. Это значит, что вероятность повторно встретить одних и тех же моржей на лежбище в разные годы довольно высока. Когда мы узнали об инициативе заповедника «Ненецкий» начать такую работу, то сразу решили ее поддержать. Если нейросети покажут себя эффективно, то подобный подход можно будет применять и в других районах Арктики, причем как на особо охраняемых природных территориях, так и за их пределами».

Одним из основных инструментов изучения жизни лежбища являются фотоловушки. Регистраторы работают автономно круглый год и позволяют понять, когда именно моржи вышли на берег и покинули его, как много было животных. Однако проблема в том, что только за один сезон фотоловушки делают несколько десятков тысяч снимков. Разобрать и проанализировать такой огромный массив данных – задача крайне трудоемкая. На помощь людям решено привлечь современные технологии. Нейросеть способна быстро «переварить» весь объем, оставить только фото, где есть ластоногие, и рассортировать их, тем самым сэкономив коллективу заповедника сотни человеко-часов. 

Еще более амбициозная задача – научить компьютер распознавать индивидуальность моржа. Для этого сейчас создается первоначальный каталог – фотобаза уже встреченных животных – на основе которого будет учиться нейросеть. У каждого моржа есть свои особые приметы (их специалисты называют «маркерные точки»), которые делают его индивидуальностью: «морщины» в области носа, глаз, шрамы, царапины, пятна на коже, сколы и трещины на клыках. В результате их анализа программа сможет «узнавать» каждую особь и сообщать о ее предыдущих визитах на лежбище.

Примеры таблицы особей
Юлия Богомолова / ГПЗ "Ненецкий" / WWF России
«Например, в прошлом году мы наблюдали на лежбище моржа, который приходил раз в неделю. А выяснилось это как раз в ходе разбора фотографий для каталога. Другого самца мы отслеживаем на Матвееве уже 4 года подряд – с 2017-го, – рассказывает Юлия Богомолова, начальник научно-исследовательского отдела заповедника «Ненецкий». – Надеюсь, что такая идентификация поможет нам также следить и за изменениями физического состояния животного – располнел морж или похудел, появлением у него новых шрамов, внешним проявлением болезней и тд. В перспективе, может быть, и за продолжительностью жизни».

За техническую часть проекта и непосредственную работу с нейросетями отвечают специалисты МФТИ. Им уже передано более 10 тысяч снимков для начала обучения программы. Руководитель направления, кандидат технических наук Андрей Леус, даже лично присоединился к экспедиции в этом году, чтобы лучше оценить задачи и специфику работы.

Сотрудники же заповедника смогли провести и традиционный мониторинг лежбища – оценить, как в этом году живется моржам, отдыхающим на заповедных пляжах. Выводы оптимистичные: по общей предварительной оценке состояние моржей на матвеевском лежбище не вызывает опасения. 

Моржи острова Матвеев
Юлия Богомолова / ГПЗ "Ненецкий" / WWF России
«Количество животных, выходивших в период наших наблюдений на лежбище, в общем не сильно отличалось от того, что мы наблюдали в 2017 году, – рассказывает Юлия Богомолова. – В отдельные дни насчитывали до 700 особей. Кроме того, этим летом на косу на острове Голец всего в 11 км от Матвеева снова начали выходить моржи. В последние 10 лет они появлялись здесь редко и в очень небольшом количестве. Таким образом численность этих гигантов на обоих лежбищах можно оценить почти в 1000 зверей».

Понаблюдайте за морскими гигантами

Сейчас специалисты анализируют полученные на Матвееве данные. Пока вручную. Но, возможно, в следующем полевом сезоне рутины станет намного меньше – ученые планируют провести первые тесты и «экзамен» для нейросети уже через несколько месяцев.

Исследования проводятся в рамках проекта WWF России, который реализуется при поддержке Международной климатической инициативы (IKI)Федеральное министерство окружающей среды, охраны природы и ядерной безопасности Германии (BMU) поддерживает Инициативу на основе решения Правительства Германии.
Для дополнительной информации
Координатор коммуникационных проектов
Главный координатор проектов по сохранению биоразнообразия Арктики WWF России

#ДажеЛайкПомогает

Помогают не только деньги. Подписывайтесь на нас в социальных сетях, участвуйте в дискуссиях, делитесь с друзьями новостями о деятельности фонда. 

Помогите природе прямо сейчас!