Ученые обучают искусственный интеллект интерпретировать эмоции животных
Ученые из Университета Западной Англии в Бристоле и Сельского колледжа Шотландии разработали система Intellipig, которая изучает фотографии морд свиней и уведомляет фермеров, если у животных есть признаки боли, недомогания или эмоционального расстройства.
Когда каждая свинья протискивается в одну из кормушек, крошечная камера делает снимок ее морды, и менее чем за 1 секунду система искусственного интеллекта (ИИ) идентифицирует свинью, основываясь на её индивидуальных чертах, таких как уши, глаза, пятачок, рот и прочее. Вооружившись этой информацией, ИИ отправляет в кормушку еду предназначенную именно для этой свиньи.
Тем временем система ИИ продолжает анализировать фотографию, выискивая в выражении морды свиньи явные признаки того, что она может испытывать боль, быть не здорова или находиться в эмоциональном расстройстве. Если искусственный интеллект находит что-то подобное, он немедленно отправляет предупреждение фермеру — парню, который наслаждается утренним кофе в соседней комнате.
«Эти инструменты могут открыть новую эру заботы о животных, которая ставит их здоровье, благополучие и защиту на первое место», - говорит Мелвин Смит, инженер по машинному зрению в UWE, который руководил разработкой системы Intellipig. «В конечном итоге ИИ может даже превзойти людей в интерпретации ряда более сложных эмоций, таких как счастье, спокойствие, разочарование или страх — чувств, которые одинаково важно понимать, если мы хотим дать животным наилучшую жизнь».
А команда из Хайфского университета, разработавшая программное обеспечение для распознавания лиц, теперь обучает искусственный интеллект определять признаки дискомфорта на мордах собак, которые на 38% совпадают с движениями лица человека. Также данное ПО использовалось для поиска пропавших собак.
Ученые давно знают, что, как и мы, животные передают свои чувства с помощью эмоций. В работе «Выражение эмоций у человека и животных», опубликованной в 1872 году, Чарльз Дарвин предположил, что выражения лица у человека или морды у животного являются своего рода «общим языком» среди млекопитающих, способностью, которая, должно быть, развилась глубоко в нашей эволюционной истории.
Ученые провели тысячи часов, сидя перед стойлами и клетками животных, наблюдая за их мордами в болезненных или стрессовых ситуациях, а затем сравнивая их с животными, которые, скорее всего, не испытывали боли или стресса. В результате они разработали «шкалы гримас» для различных видов, которые позволяют измерить, насколько сильную боль или стресс испытывает животное, основываясь на движениях лицевых мышц.
«Например, лошадь, которая выворачивает уши наружу, формируя «морщины беспокойства» над глазами, с большей вероятностью будет испытывать боль, чем та, которая держит и уши, и глаза расслабленными», - говорит Пиа Хаубро Андерсен, конный хирург из Шведского университета сельскохозяйственных наук. «Лошади сигнализируют о стрессе похожими движениями ушей и морщинами, но с небольшими различиями, такими как показ языка».
Системы ИИ становятся быстрее и точнее людей в определении того, испытывает ли животное боль. Это отчасти связано с тем, что ИИ может распознавать мельчайшие движения мышц и находить новые индикаторы боли, о которых люди даже не догадываются.
Результатом всего этого кропотливого обучения стали системы ИИ, которые могут диагностировать проблемы состояния животных с впечатляющей точностью. Например, ИИ успешно выбрал несколько больных овец в стаде. А в 2023 году ученые обнаружили, что ИИ на 77% точнее, чем человек определяет, испытывает ли кошка боль.
Несмотря на свою эффективность, инструменты ИИ все еще полагаются на работу людей по определению значений различного поведения животных (обычно на основе длительного наблюдения за животными в различных ситуациях). Однако, в последнее время исследователи передают ИИ больше полномочий. Вместо того чтобы обучать компьютерные системы поиску предопределенных выражений боли или стресса, некоторые ученые просто предоставляют искусственному интеллекту изображения животных в разных ситуациях и позволяют ИИ самостоятельно замечать характерные признаки с помощью процесса, называемого глубоким обучением.
Именно такой подход использует Габриэль Ленсиони, ветеринар и аспирант по поведению и благополучию лошадей в Университете Сан-Паулу. В недавней работе он предоставил своей системе искусственного интеллекта фотографии морд лошадей до и после операции, а затем до и после регулярного приема обезболивающих, поручив машине сосредоточиться конкретно на различиях в ушах, глазах и рту.
«После обучения на 3000 фотографиях ИИ уже учился сам», - говорит Ленсиони. «В конечном итоге он смог правильно диагностировать, испытывает ли животное боль в 88% случаев».
