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.

Скачать

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.

Скачать

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

Дмитрий Рябов

Координатор коммуникационных проектов

Отправить сообщение

Варвара Семенова

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.