Ученые из Австралии научились эффективно оценивать численность популяций коал с помощью мульикоптера с инфракрасной камерой — дрон видит животных даже сквозь густую листву. По словам исследователей статьи, опубликованной в Scientific Reports, такой метод значительно эффективнее и быстрее традиционного подсчета животных с земли. Кратко об успехах ученых рассказывается на сайте Квинслендского технологического университета.
Коала (Phascolarctos cinereus) на сегодняшний день единственный представитель семейства коаловых, который обитает в Австралии. Коалы — ближайшие родственники вомбатов, их общий предок жил около 30–40 миллионов лет назад. В древности на континенте существовало 15-20 видов этих животных, а существующий ныне вид появился около 350 тысяч лет назад. Коалам не угрожает вымираение, в том числе из-за охранных мер, принятых в первой половине XX века, однако зоологи продолжают внимательно следит за численностью популяций (например, популяция диких коал в юго-восточной части штата Квинсленд в Австралии за последние 20 лет сократилась на 80 процентов). При этом оценка численности этих животных до сих пор происходит традиционным способом — люди с биноклями стоят под эвкалиптами и высматривают коал в густой листве.
В последние годы с распространением беспилотников и популярностью применения методов машинного обучения стали появляться работы, посвященные автоматизированному подсчету животных с воздуха, и ученые из Квинслендского технологического университета под руководством Гранта Гамильтона (Grant Hamilton) решили применить аналогичную схему для оценки численности популяций коал. Правда, в случае с коалами просто распознавание картинки с воздуха не работает — животные почти всегда скрыты в густой листве. Поэтому разработчики решили оснастить беспилотники инфракрасными камерами, которые смогут зарегистрировать тепло тела коалы даже сквозь листву.
Оснащенный камерой беспилотник вел наблюдения в утренние часы, когда температура воздуха низкая, чтобы на контрасте было легче фиксировать тепло от тел животных. Дрон облетал заданную площадь, а полученные изображения затем обрабатывались с помощью нейросети, которая и оценивала численность животных в районе.
Подробностей о работе алгоритма не сообщается, на момент публикации заметки статья в Scientific Reports недоступна, однако TechCrunch сообщает, что разработчики использовали методы глубокого обучения, чтобы научить нейросеть распознавать именно коал на инфракрасном снимке, а также чтобы отличать их от теплового следа других животных.
После подсчета ученые проверили точность метода, сравнив данные с показаниями GPS-меток на животных, а также оценили эффективность в сравнении с результатами традиционных наблюдений с земли. Выяснилось, что изображения, полученные дроном с инфракрасной камерой, и обработанные алгоритмом распознавания, оценивают численность популяции со средней точностью в 86 процентов. При этом средняя точность традиционных наблюдений с земли составляет около 70 процентов. Авторы также отмечают, что дрон обходится дешевле и работает быстрее, чем традиционный метод — мультикоптер с камерой за два часа покрывает площадь, на которую у человека при подсчете с земли уйдет весь день.
По словам исследователей, это не означает, что от традиционного метода придется отказаться полностью. «Не стоит рассуждать в таком ключе, поскольку есть места, куда люди не могут добраться, но есть и такие, куда не сможет добраться дрон», — говорит Гамильтон. Авторы системы считают, что наилучших результатов можно будет добиться, совмещая оценку численности с воздуха с данными наблюдателей на земле.
Иногда дроны используются и для обратной задачи — для уничтожения животных. Например, власти Эквадора совместно с американским природоохранным фондом Island Conservation использовали дроны в борьбы крысами на острове Симор и песчаном островке Москера, входящих в состав архипелага Галапагос.
Николай Воронцов