Волонтери перерахували пінгвінів не виходячи з дому

Величезний масив фотографій з віддалених куточків Антрактиди переглянули тисячі волонтерів, в рамках проекту зі спостереження за пінгвінами. Волонтери відзначали на них дорослих пінгвінів, пташенят або яйця. За допомогою отриманих даних можна буде порахувати чисельність пінгвінів у раніше недоступних для досліджень регіонах, а також розробити методику комп'ютерного зору для автоматичного розпізнавання пінгвінів у майбутньому. Дослідження опубліковано в.

Дослідницькі проекти, у виконанні яких бере участь широке коло добровольців, отримали назву громадянська наука. Участь величезної кількості волонтерів дозволяє сильно прискорити обробку даних. Крім того, це сприяє популяризації науки, волонтерів приваблює можливість взяти участь у цікавому дослідженні і виявити щось нове - чи то раніше невідома галактика або пінгвіна, який щойно вилупився. Тривалі широкомасштабні дослідження в Антарктиці важкоосуществимы через суворі кліматичні умови та відрізаність від цивілізації і рідко проводяться. Через це більшість досліджень динаміки чисельності пінгвінів екстраполює дані отримані всього в декількох точках.

Щоб зробити моніторинг більш ефективним, група вчених розробила проект «Penguin Watch», в рамках якого були встановлені фотокамери для спостереження за пінгвінами в різних точках Антарктиди і прилеглих островів. Це дозволило отримати мільйони фотографій, тільки ось обробка такої кількості зображень є серйозним викликом для будь-якої наукової команди. Залучення великої кількості волонтерів дозволило різко підвищити ефективність обробки даних.

Волонтери відзначали на фотографіях дорослих пінгвінів, пташенят і їхні яйця, а також могли відзначити людей, кораблі або інших тварин у категорії «інше». Щоб підвищити надійність інтерпретації кожну фотографію переглядають кілька волонтерів. Якщо волонтер відзначає пінгвінів на фотографії, це зображення пропонується ще десяти волонтерам. Якщо четверо волонтерів не побачили об'єктів на фотографії, то таке зображення видаляється з бази даних. На сьогодні в рамках проекту волонтери обробили вже понад шість мільйонів фотографій. Всього в проекті задіяна 91 камера, розташована на Фолклендських островах, Південній Джорджії, Південних Сандвічевих островах і в Антарктиді. Камери роблять знімок щогодини протягом усього світлового дня цілий рік.

Фіона Джонс () з Оксфордського університету разом зі своїми колегами проаналізували майже 74 тисячі зображень, переглянутих волонтерами. Результати показали, що коли волонтери зазначали, що на фотографії немає пінгвінів, у 96% випадків експертну думку це підтверджувало. Точність визначення волонтерами пінгвінів змінювалася залежно від того, були присутні на фотографії дорослі пінгвіни чи пташенята, чи й ті й інші разом. Точність розпізнавання пташенят виявилася нижчою. Можливо, причина була в тому, що зовсім маленьких пташенят пінгвіни майже весь час частково закривають своїм тілом, а підрослих пташенят не завжди легко відрізнити від дорослих особин. Найбільш точні результати роботи добровольців були відзначені в разі збігу в оцінках принаймні чотирьох осіб.

Використання даних з дистанційних камер може дозволити глибше вивчити динаміку популяції пінгвінів, дозволить відстежувати вплив на пінгвінів глобальних процесів, таких як зміна клімату, відкриваючи можливості щодо ефективних заходів збереження популяцій. Крім можливостей екологічного моніторингу зображення оброблені волонтерами можна використовувати в якості навчального інструменту для розробки машинних алгоритмів, які дозволять визначати пінгвінів на фотографіях автоматично.

Комп'ютерний зір все частіше використовується в спостереженнях як за дикою природою, так і за лабораторними тваринами. Про те, як створюються алгоритми машинного навчання, читайте в нашому матеріалі "Абетка ШІ: «Машинне навчання».