Comment la vision par ordinateur dans les zoos peut améliorer les soins aux animaux

Les zoos, les sanctuaires et les réserves jouent un rôle important dans le soutien à la conservation de la faune et contribuent à maintenir l'équilibre des écosystèmes. Cependant, comme ces espaces accueillent une grande variété d'espèces, chacune ayant des besoins uniques, la gestion des opérations quotidiennes peut s'avérer difficile. C'est pourquoi les soigneurs se tournent vers de nouvelles méthodes de pointe pour améliorer la façon dont les animaux sont observés, traités et pris en charge.

En particulier, l'intelligence artificielle (IA) devient un outil fiable pour les soins aux animaux et la gestion des zoos. Par conséquent, le marché mondial de l'IA dans la santé animale connaît une croissance rapide et devrait atteindre 8,23 milliards de dollars d'ici 2034.

Une branche de l'IA qui a déjà un impact est la vision par ordinateur. Les modèles de vision par ordinateur tels qu'Ultralytics YOLO11 permettent aux machines de voir et d'interpréter les images tout comme le font les humains. En ce qui concerne les soins aux animaux, l'IA visuelle peut être utilisée pour détecter des animaux individuels, surveiller leurs mouvements et même repérer des signes de maladie qui pourraient passer inaperçus.

Fig 1. Utilisation de YOLO11 pour détecter des éléphants.

Dans cet article, nous explorons comment la vision par ordinateur est utilisée dans les zoos et les soins vétérinaires pour surveiller la santé, suivre le comportement et soutenir le bien-être animal. Commençons !

Link to this sectionLe rôle de la vision par ordinateur dans les zoos et les soins vétérinaires#

Imagine un soigneur qui surveille un animal malade, observant attentivement son comportement tout au long de la journée pour déceler le moindre changement. Maintenant, imagine un système de caméra qui effectue ce travail en continu, surveillant l'animal 24h/24 et alertant le personnel dès que quelque chose semble inhabituel. La vision par ordinateur rend cela possible.

Les caméras intégrées à la vision par ordinateur peuvent aider à surveiller les animaux en temps réel, ce qui facilite la détection précoce des signes de stress, de blessure ou de maladie. Les modèles comme Ultralytics YOLO11, qui prennent en charge diverses tâches de vision par ordinateur, peuvent détecter les animaux, suivre leurs mouvements et assister dans les tâches routinières telles que le suivi comportemental.

Fig 2. YOLO11 peut être utilisé pour détecter et suivre des animaux au zoo.

De même, dans les soins vétérinaires, la vision par ordinateur peut assister les vétérinaires dans des tâches complexes, telles que le diagnostic de pathologies oculaires chez des espèces à l'anatomie très variée. Par exemple, ces outils peuvent détecter avec précision des problèmes comme la cataracte ou le glaucome, améliorant ainsi la rapidité et la cohérence des diagnostics.

Alors que le besoin en soins animaliers efficaces croît, les zoos et les cliniques adoptent des solutions de vision par ordinateur pour gérer leurs opérations quotidiennes plus efficacement. De la détection précoce des maladies à l'automatisation des contrôles routiniers, des modèles comme YOLO11 aident les soigneurs à offrir des soins plus cohérents et réactifs, surtout lorsque les ressources sont limitées.

Link to this sectionApplications de la vision par ordinateur dans les zoos#

Maintenant que nous avons vu comment la vision par ordinateur soutient les soins aux animaux dans les zoos et les cliniques, examinons de plus près quelques études de cas mondiales qui montrent comment elle est utilisée dans les efforts réels de conservation de la faune et de surveillance de la santé animale.

Link to this sectionReconnaissance faciale animale : surveillance par IA des pandas en danger#

Le panda géant, autrefois menacé et maintenant considéré comme vulnérable, reste un axe majeur des efforts de conservation. Mais suivre des pandas individuels, leur santé, leur comportement et leur reproduction peut être difficile car ils ont des traits faciaux similaires. Même les experts formés peuvent avoir du mal à distinguer un panda d'un autre.

Des méthodes traditionnelles comme l'examen des empreintes ou les tests ADN ont été utilisées, mais ces méthodes sont généralement coûteuses, invasives et pas toujours fiables.

Pour résoudre ce problème, les chercheurs de la base de recherche de Chengdu sur l'élevage des pandas géants en Chine ont créé un système de reconnaissance faciale utilisant la vision par ordinateur. Le système utilise l'IA visuelle pour identifier des pandas individuels en analysant les caractéristiques subtiles et uniques de leur visage.

Cette technologie de reconnaissance faciale permet aux chercheurs de suivre en continu les pandas, d'observer leurs mouvements, leurs habitudes alimentaires et leur santé sans causer aucun tort ni aucune perturbation. Elle offre un moyen simple de collecter des informations précises et en temps réel sur les pandas, rendant le processus de surveillance beaucoup plus efficace et fiable.

Fig 3. Exemples de données annotées utilisées pour entraîner des modèles à détecter et identifier des pandas.

Link to this sectionL'IA dans la surveillance de la santé animale préserve les pandas roux du stress#

Les pandas roux sont des animaux timides et solitaires qui font face à de graves menaces pour leur survie. Au cours des 18 dernières années, soit environ trois générations, leur population mondiale a chuté de plus de 50 %, principalement en raison de la perte d'habitat et de la capture illégale. Ils vivent dans certaines parties du Myanmar, du Népal, de l'Inde et de la Chine, en particulier dans l'Himalaya et l'ouest du Sichuan, où il reste environ 6 000 à 7 000 pandas roux.

Même dans des environnements protégés comme les zoos, ils peuvent être exposés à des risques. Les problèmes de santé chez les pandas roux se manifestent souvent par de petits changements de comportement, comme bouger moins, interagir moins ou mal dormir. Cependant, ces signes peuvent être si subtils qu'il est facile de les manquer.

Pour aider à protéger ces animaux en voie de disparition, les chercheurs développent de nouvelles façons de s'occuper d'eux. Par exemple, les données collectées à partir de caméras à détecteur de mouvement au Bifengxia Wildlife World en Chine ont été utilisées pour entraîner un modèle de vision par ordinateur basé sur YOLOv8 conçu pour surveiller le comportement du panda roux.

Ce modèle peut aider les soigneurs à repérer les premiers signes avant-coureurs de stress ou de maladie, tels qu'une immobilité inhabituelle ou une activité réduite, sans déranger les animaux. C'est une approche non invasive qui permet une surveillance 24h/24 tout en gardant les pandas roux confortables et sans stress.

Fig 4. Surveillance du comportement du panda roux à l'aide de la vision par ordinateur.

Link to this sectionSuivi animal par vision par ordinateur : Surveillance des dauphins#

Observer comment les animaux se comportent dans l'eau, comme les grands dauphins, peut être complexe. Ils nagent vite, plongent profondément et se déplacent souvent en groupe, ce qui rend difficile pour les soigneurs de suivre leurs routines ou de remarquer de petits changements. Mais comprendre comment ils se reposent, interagissent et utilisent leur espace est essentiel pour les maintenir en bonne santé. C'est particulièrement important dans les zoos et aquariums, où leur environnement doit être géré avec soin.

Au Brookfield Zoo aux États-Unis, les chercheurs ont conçu un système qui utilise la vision par ordinateur pour suivre le mouvement des dauphins à travers leur enclos. Ils ont installé des caméras haute résolution autour de l'enclos pour enregistrer les dauphins se déplaçant tout au long de la journée. Ces enregistrements sont ensuite analysés pour comprendre les modèles de comportement comme la nage, le repos, l'interaction ou l'exploration.

Plus précisément, le suivi d'objets est utilisé pour suivre le mouvement de chaque dauphin au fil du temps. Cette technique de vision par ordinateur permet au système d'identifier des dauphins individuels et de surveiller leurs activités, même lorsqu'ils nagent près les uns des autres ou plongent sous l'eau. En suivant ces modèles, les soigneurs peuvent obtenir des informations sur la manière dont les dauphins utilisent leur espace, interagissent les uns avec les autres et répondent aux changements environnementaux.

Fig 5. Des doubles caméras suivent le mouvement des dauphins au Brookfield Zoo.

Link to this sectionAvantages et inconvénients de la vision par ordinateur dans les zoos#

De nos jours, la vision par ordinateur est utilisée dans divers cadres de soins aux animaux, des zoos aux cliniques vétérinaires, pour améliorer la surveillance, soutenir le diagnostic et favoriser le bien-être général. Voici quelques moyens clés par lesquels elle contribue à améliorer les pratiques de soins aux animaux :

• Analyse de l'utilisation de l'enclos : Les cartes thermiques et le suivi du comportement montrent quelles zones d'un enclos les animaux préfèrent ou évitent, aidant les soigneurs à améliorer la conception de l'habitat et la planification de l'enrichissement.
• Charge de travail réduite : L'automatisation des tâches de surveillance routinière donne aux équipes de soins animaliers plus de temps pour se concentrer sur l'enrichissement pratique, l'entraînement et les soins médicaux.
• Collaboration et diagnostic à distance : La vidéo en temps réel et les données comportementales peuvent être partagées avec des vétérinaires, des comportementalistes ou des chercheurs externes, permettant des soins collaboratifs et des diagnostics plus rapides.
• Surveillance nocturne améliorée : Les systèmes de vision infrarouge et à faible luminosité permettent au personnel de surveiller les animaux après les heures de fermeture ou pendant l'activité nocturne, ce qui est difficile à faire manuellement sans déranger les animaux.

Bien que la vision par ordinateur offre de nombreux avantages en matière de soins aux animaux, il existe également certains défis à prendre en compte. Voici quelques limites et facteurs clés à garder à l'esprit lors de l'adoption de cette technologie :

• Complexité comportementale propre à l'espèce : Certaines espèces ont des comportements subtils, rares ou peu étudiés qui sont difficiles à étiqueter et à détecter avec précision sans données d'entraînement exhaustives et de haute qualité.
• Coûts d'installation initiaux élevés** :** Le coût des caméras haute résolution, de l'équipement durable résistant aux intempéries, des serveurs et des appareils en périphérie (edge) peut constituer un investissement important, en particulier pour les zoos ou les installations de conservation plus petits.
• Couverture limitée et angles morts : Les animaux se déplacent souvent dans des tanières, se cachent derrière des arbres ou des rochers, ou utilisent l'espace vertical, des zones que les caméras fixes peuvent ne pas capturer sans des configurations multi-angles exhaustives et coûteuses.
• Informations en temps réel limitées pour les comportements complexes : Alors que les comportements simples comme le sommeil ou le mouvement sont plus faciles à détecter, les interactions sociales nuancées ou les états émotionnels sont plus difficiles à interpréter avec précision par les modèles d'IA.

Link to this sectionPoints clés#

La vision par ordinateur change progressivement la manière dont les animaux sont soignés dans les zoos, les cliniques vétérinaires et les réserves. Sa capacité à surveiller les mouvements, à détecter les premiers signes de maladie et à suivre des animaux individuels en fait un outil fiable. Bien que ces systèmes ne puissent pas remplacer les soigneurs humains, ils peuvent les aider à accomplir leur travail plus efficacement.

En regardant vers l'avenir, nous verrons probablement des utilisations plus avancées de l'IA dans la surveillance de la santé animale. Par exemple, la détection des émotions pourrait aider à suivre les niveaux de stress ou de confort en temps réel, tandis que l'estimation de pose peut déceler les premiers signes de blessure avant qu'ils ne deviennent visibles. Lorsqu'elle est intégrée à des enclos intelligents et des capteurs portables, la vision par ordinateur pourrait faire partie d'un système connecté offrant aux soigneurs des informations plus approfondies sur le bien-être de chaque animal.

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