Бобров различают по рисунку на хвосте: как работает новая технология

Знаете, как отличают друг от друга бобров в дикой природе? Оказывается, всё просто: смотрите на хвост! Ученые из Германии и Норвегии придумали, как с помощью компьютерных технологий распознавать каждого зверя по уникальному узору на его лопатообразном хвосте. Этот рисунок, сложенный из плотных чешуек, уникален для каждой особи – прямо как отпечаток пальца у нас с вами. Теперь, обучив систему, можно идентифицировать конкретного бобра всего по одной фотографии его хвоста.

Кстати, хвост для бобра – не просто украшение. Это главный инструмент для манёвров в воде, лишенный шерсти, но покрытый прочными чешуйками. Именно на эти чешуйки и обратили внимание исследователи. Вот уж действительно, природа никогда не повторяется, даже в мелочах.

Итак, вся суть в хвосте. Узоры из чешуек на нём настолько индивидуальны, что вероятность найти двух бобров с одинаковым «отпечатком» стремится к нулю. Компьютерная система, обученная на сотнях снимков, способна по этому узору точно определить, кто перед ней. И это – настоящий прорыв для экологии. Почему? Потому что теперь не нужно ловить зверя, чтобы его пометить.

Индивидуальное распознавание животных – краеугольный камень многих экологических исследований. А фотоидентификация – это самый гуманный и безопасный метод. Не нужно ставить метки, чипировать или окольцовывать животное, что для него всегда стресс, а порой и риск. Просто сфотографировал и узнал в лицо… вернее, в хвост.

Бобров различают по рисунку на хвосте: как работает новая технология

Современные технологии обработки данных позволяют анализировать гигантские фотоархивы быстро и с высокой точностью, почти автоматически. Это меняет правила игры.

В основе метода, который испытали ученые, лежит умный алгоритм SIFT. Если не вдаваться в сложные термины, его суперсила – выделять ключевые особенности объекта, которые не меняются, даже если фото сделано под другим углом, при плохом свете или хвост частично испачкан в грязи. Алгоритм видит сквозь эти помехи и находит совпадения.

Для тренировки и проверки системы взяли огромный архив – 800 фотографий хвостов от 100 евразийских бобров, собранных в рамках норвежского исследовательского проекта.

Все снимки были сделаны на зеркальную камеру. Ученые сфокусировались не на форме хвоста, а исключительно на том самом неповторимом чешуйчатом узоре на его верхней части. Фотографировали с разных ракурсов, стараясь захватить как можно большую площадь. Затем весь массив данных разделили: 80% ушло на обучение системы, а оставшиеся 20% – на строгий экзамен.

Результат впечатляет: точность распознавания достигла 95,7%. Исследователи наглядно доказали: отличить одного бобра от другого по «папиллярным линиям» на хвосте с помощью алгоритма SIFT – более чем реально. Остается один вопрос: когда такие технологии начнут применять для других животных с уникальными природными «паспортами»?