Нажав кнопку "Принять все файлы cookie", вы соглашаетесь с сохранением файлов cookie на вашем устройстве для улучшения навигации по сайту, анализа его использования и помощи в наших маркетинговых усилиях. Дополнительная информация
Настройки файлов cookie
Нажав кнопку "Принять все файлы cookie", вы соглашаетесь с сохранением файлов cookie на вашем устройстве для улучшения навигации по сайту, анализа его использования и помощи в наших маркетинговых усилиях. Дополнительная информация
Узнайте, как компьютерное зрение в зоопарках преобразует ветеринарное обслуживание, отслеживание поведения и управление дикими животными с помощью ИИ, работающего в режиме реального времени.
Зоопарки, заповедники и заказники играют важную роль в сохранении дикой природы и помогают поддерживать равновесие экосистем. Однако, поскольку в этих местах обитают самые разные виды животных, каждый из которых имеет свои уникальные потребности, управление повседневной деятельностью может оказаться непростой задачей. Именно поэтому специалисты по уходу за животными обращаются к новым, передовым методам, чтобы улучшить наблюдение за животными, обращение с ними и их поддержку.
В частности, искусственный интеллект (ИИ) становится надежным инструментом в уходе за животными и управлении зоопарками. Соответственно, мировой рынок искусственного интеллекта в области здоровья животных быстро растет и к 2034 году достигнет 8,23 миллиарда долларов.
Одна из отраслей ИИ, которая уже оказывает влияние, - компьютерное зрение. Модели компьютерного зрения, такие как Ultralytics YOLO11, позволяют машинам видеть и интерпретировать изображения так же, как это делает человек. Применительно к уходу за животными искусственное зрение можно использовать для обнаружения отдельных животных, наблюдения за их перемещениями и даже выявления признаков болезни, которые могут остаться незамеченными.
Рис. 1. Использование YOLO11 для обнаружения слонов.
В этой статье мы рассмотрим, как компьютерное зрение используется в зоопарках и ветеринарной службе для мониторинга здоровья, отслеживания поведения и поддержки благополучия животных. Давайте начнем!
Роль компьютерного зрения в зоопарках и ветеринарии
Представьте, что работник зоопарка наблюдает за больным животным, внимательно следя за его поведением в течение дня, чтобы уловить любые изменения. А теперь представьте, что система камер выполняет эту работу непрерывно - круглосуточно следит за животным и оповещает персонал, как только что-то кажется не так. Компьютерное зрение делает это возможным.
Камеры, интегрированные с компьютерным зрением, помогают наблюдать за животными в режиме реального времени, облегчая обнаружение ранних признаков стресса, травмы или болезни. Такие модели, как Ultralytics YOLO11, поддерживающие различные задачи компьютерного зрения, могут обнаруживать животных, отслеживать их перемещения и помогать в выполнении рутинных задач, таких как мониторинг поведения.
Рис. 2. YOLO11 можно использовать для обнаружения и отслеживания животных в зоопарке.
Аналогичным образом, в ветеринарии компьютерное зрение может помочь ветеринарам в решении сложных задач, таких как диагностика заболеваний глаз у видов с сильно различающейся анатомией. Например, такие инструменты могут точно определять такие проблемы, как катаракта или глаукома, повышая скорость и последовательность диагностики.
По мере роста потребности в эффективном уходе за животными зоопарки и клиники внедряют решения на основе компьютерного зрения для более эффективного управления повседневной деятельностью. Такие модели, как YOLO11, помогают специалистам по уходу за животными, начиная с раннего выявления заболеваний и заканчивая автоматизацией рутинных проверок, обеспечивая более последовательный и оперативный уход, особенно в условиях ограниченных ресурсов.
Применение компьютерного зрения в зоопарках
Теперь, когда мы увидели, как компьютерное зрение помогает ухаживать за животными в зоопарках и клиниках, давайте рассмотрим несколько глобальных примеров, показывающих, как оно используется в реальной работе по сохранению дикой природы и мониторингу здоровья животных.
Распознавание лиц животных: ИИ следит за пандами, находящимися под угрозой исчезновения
Гигантская панда, когда-то находившаяся под угрозой исчезновения, а теперь считающаяся уязвимой, остается в центре внимания специалистов по охране природы. Однако следить за отдельными пандами, их здоровьем, поведением и размножением бывает непросто, поскольку у них схожие черты лица. Даже квалифицированные эксперты с трудом могут отличить одну панду от другой.
Использовались и традиционные методы, такие как проверка следов или анализ ДНК, но эти методы, как правило, дорогостоящие, инвазивные и не всегда надежные.
Чтобы решить эту проблему, исследователи из китайской исследовательской базы по разведению гигантских панд в Чэнду создали систему распознавания лиц с помощью компьютерного зрения. Система использует искусственное зрение для идентификации отдельных панд, анализируя тонкие, уникальные черты их лиц.
Технология распознавания лиц позволяет исследователям непрерывно следить за пандами, наблюдать за их перемещениями, питанием и здоровьем, не причиняя им никакого вреда или беспокойства. Она позволяет легко собирать точную информацию о пандах в режиме реального времени, делая процесс мониторинга гораздо более эффективным и надежным.
Рис. 3. Примеры аннотированных данных, использованных для обучения моделей обнаружения и идентификации панд.
ИИ в мониторинге здоровья животных помогает красным пандам не испытывать стресс
Красные панды - пугливые и одинокие животные, которые сталкиваются с серьезными угрозами для своего выживания. За последние 18 лет, примерно за три поколения, их глобальная популяция сократилась более чем на 50 %, в основном из-за потери среды обитания и незаконного отлова. Они обитают в некоторых районах Мьянмы, Непала, Индии и Китая, особенно в Гималаях и на западе Сычуани, где осталось около 6-7 тысяч красных панд.
Даже в таких защищенных условиях, как зоопарки, они все равно могут подвергаться риску. Проблемы со здоровьем у красных панд часто проявляются в виде небольших изменений в поведении: они меньше двигаются, меньше общаются или плохо спят. Однако эти признаки могут быть настолько незаметными, что их легко пропустить.
Чтобы помочь защитить этих исчезающих животных, исследователи разрабатывают новые способы ухода за ними. Например, данные, собранные с камер, активирующих движение, в китайском заповеднике Bifengxia Wildlife World, были использованы для обучения модели компьютерного зрения на основе YOLOv8, предназначенной для наблюдения за поведением красной панды.
Эта модель поможет воспитателям заметить ранние признаки стресса или болезни, такие как необычная неподвижность или снижение активности, не беспокоя животных. Это неинвазивный подход, который позволяет вести круглосуточный мониторинг, обеспечивая красным пандам комфорт и отсутствие стресса.
Рис. 4. Мониторинг поведения красной панды с помощью компьютерного зрения.
Слежение за животными с помощью компьютерного зрения: Мониторинг дельфинов
Наблюдать за тем, как ведут себя в воде животные, например бутылконосые дельфины, бывает непросто. Они быстро плавают, глубоко ныряют и часто передвигаются группами, что затрудняет наблюдение за их поведением или заметные изменения. Но понимание того, как они отдыхают, взаимодействуют и используют свое пространство, является ключом к сохранению их здоровья. Это особенно важно в зоопарках и аквариумах, где необходимо тщательно контролировать их среду обитания.
В зоопарке Брукфилда (США) ученые разработали систему, использующую компьютерное зрение для отслеживания перемещения дельфинов по вольеру. Они установили камеры высокого разрешения вокруг вольера, чтобы записывать перемещения дельфинов в течение дня. Затем эти записи анализируются, чтобы понять особенности поведения: плавание, отдых, взаимодействие или исследование.
В частности, для отслеживания перемещения каждого дельфина во времени используется метод слежения за объектом. Этот метод компьютерного зрения позволяет системе идентифицировать отдельных дельфинов и следить за их действиями, даже когда они плавают близко друг к другу или ныряют под воду. Отслеживая эти движения, специалисты по уходу за животными могут получить представление о том, как дельфины используют свое пространство, взаимодействуют друг с другом и реагируют на изменения окружающей среды.
Рис. 5. Двойные камеры отслеживают движение дельфинов в зоопарке Брукфилда.
Плюсы и минусы использования компьютерного зрения в зоопарках
В настоящее время компьютерное зрение используется в различных сферах ухода за животными, от зоопарков до ветеринарных клиник, для улучшения мониторинга, диагностики и повышения общего благосостояния. Вот несколько основных способов, которые помогают улучшить практику ухода за животными:
Анализ использования вольеров: тепловые карты и отслеживание поведения показывают, какие зоны вольера предпочитают или избегают животные, помогая зоопаркам улучшить дизайн среды обитания и планирование обогащения.
Снижение трудозатрат: Автоматизация рутинных задач по мониторингу дает командам по уходу за животными больше времени, чтобы сосредоточиться на практическом обогащении, обучении и медицинском обслуживании.
Удаленное сотрудничество и диагностика: Видео в реальном времени и данные о поведении можно передавать ветеринарам, бихевиористам или исследователям, находящимся за пределами участка, что обеспечивает совместный уход и ускоряет постановку диагноза.
Улучшенный мониторинг в ночное время: Инфракрасные и слабоосвещенные системы видения позволяют персоналу наблюдать за животными в нерабочее время или во время ночной активности - то, что трудно сделать вручную, не потревожив животных.
Хотя компьютерное зрение дает множество преимуществ при уходе за животными, необходимо учитывать и некоторые проблемы. Вот несколько ключевых ограничений и факторов, которые следует учитывать при внедрении этой технологии:
Сложность поведения в зависимости от вида: Некоторые виды имеют тонкие, редкие или малоизученные формы поведения, которые трудно точно обозначить и обнаружить без обширных и высококачественных обучающих данных.
Высокие первоначальные затраты на установку: Стоимость камер высокого разрешения, прочного погодоустойчивого оборудования, серверов и пограничных устройств может оказаться значительной инвестицией, особенно для небольших зоопарков или природоохранных учреждений.
Ограниченный охват и слепые зоны: Животные часто перемещаются в норы, прячутся за деревьями или скалами, используют вертикальное пространство - области, которые стационарные камеры не могут охватить без обширных и дорогостоящих многоугольных установок.
Ограниченное понимание сложных форм поведения в реальном времени: Если простые модели поведения, такие как сон или движение, обнаружить проще, то нюансы социального взаимодействия или эмоционального состояния моделям ИИ сложнее интерпретировать с точностью.
Основные выводы
Компьютерное зрение неуклонно меняет методы ухода за животными в зоопарках, ветеринарных клиниках и заповедниках. Его способность следить за передвижением, обнаруживать ранние признаки болезни и отслеживать отдельных животных делает его надежным инструментом. Хотя эти системы не могут заменить людей, ухаживающих за животными, они могут помочь им выполнять свою работу более эффективно.
В будущем мы, вероятно, увидим более продвинутые варианты использования ИИ в мониторинге здоровья животных. Например, распознавание эмоций может помочь отслеживать уровень стресса или комфорта в режиме реального времени, а оценка позы может выявить ранние признаки травмы до того, как они станут заметны. При интеграции с "умными" вольерами и носимыми датчиками компьютерное зрение может стать частью взаимосвязанной системы, которая позволит специалистам по уходу за животными получать более глубокие сведения о их самочувствии.