Зелёная проверка
Ссылка копируется в буфер обмена

Как компьютерное зрение в зоопарках может улучшить уход за животными

Узнай, как компьютерное зрение в зоопарках преобразует ветеринарную помощь, отслеживание поведения и управление дикой природой с помощью аналитики в реальном времени, основанной на искусственном интеллекте.

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 ежедневными операциями может оказаться непростой задачей. Вот почему смотрители за животными обращаются к новым, передовым методам, чтобы улучшить наблюдение за ними, обращение с ними и поддержку.

В частности, искусственный интеллект (ИИ) становится надежным инструментом в уходе за животными и управлении зоопарками. Соответственно, глобальный рынок ИИ в животноводстве быстро растет и к 2034 году достигнет 8,23 миллиарда долларов.

Одна из ветвей ИИ, которая уже оказывает влияние, - это компьютерное зрение. Модели компьютерного зрения, такие как Ultralytics YOLO11 позволяют машинам видеть и интерпретировать изображения так же, как это делают люди. Что касается ухода за животными, то ИИ зрения 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 ветеринарии для мониторинга здоровья, отслеживания поведения и поддержки благополучия животных. Давай начнем!

Роль компьютерного зрения в зоопарках и ветеринарии

Представь себе смотрителя зоопарка, который следит за больным животным, внимательно наблюдая за его поведением в течение дня, чтобы уловить любые изменения. А теперь представь, 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, могут помочь 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.

Точно так же и 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, улучшая как скорость, так и последовательность диагностики.

По мере того как растет потребность в эффективном уходе за животными, зоопарки и клиники внедряют решения на основе компьютерного зрения для более эффективного управления ежедневными операциями. От раннего выявления заболеваний до автоматизации рутинных проверок - такие модели, как YOLO11 , помогают смотрителям обеспечивать более последовательный и оперативный уход, особенно когда ресурсы ограничены.

Применение компьютерного зрения в зоопарках

Теперь, когда мы увидели, как компьютерное зрение помогает ухаживать за животными в зоопарках и клиниках, давай подробнее 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. Но следить за отдельными пандами, их здоровьем, поведением и размножением может быть непросто, так как у них схожие черты лица. Даже обученные 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, дорогие, инвазивные и не всегда надежные.

Чтобы решить эту проблему, исследователи из Чэндуской исследовательской базы по разведению гигантских панд в Китае создали систему распознавания лиц с помощью компьютерного зрения. Система использует Vision AI для идентификации отдельных панд, анализируя тонкие, уникальные черты их лиц.

Эта технология распознавания лиц позволяет исследователям непрерывно следить за пандами, наблюдать за их передвижениями, привычками кормления и здоровьем, не причиняя им никакого вреда или беспокойства. Она обеспечивает простой способ сбора точной информации о пандах в режиме реального времени, делая процесс наблюдения гораздо более эффективным и надежным.

Рис. 3. Примеры аннотированных данных, использованных для обучения моделей для обнаружения и идентификации панд.

ИИ в мониторинге здоровья животных позволяет 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 мировая популяция сократилась более чем на 50%, в основном из-за потери среды обитания и незаконного отлова. Они обитают в некоторых частях 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 вымирающих животных, исследователи разрабатывают новые способы ухода за ними. Например, данные, собранные с камер, активируемых движением, в китайском заповеднике Bifengxia Wildlife World были использованы для обучения YOLOv8-основанной модели компьютерного зрения, предназначенной для наблюдения за поведением красной панды.

Эта модель может помочь 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. Наблюдение за поведением красной панды с помощью компьютерного зрения.

Слежение за животными с помощью компьютерного зрения: Наблюдение за дельфинами

Наблюдать за тем, как ведут себя в воде животные, например бутылконосые дельфины, может быть непросто. Они быстро плавают, глубоко ныряют и часто передвигаются группами, из-за чего смотрителям сложно отслеживать их распорядок дня или замечать небольшие изменения. Но понимание того, как они отдыхают, взаимодействуют и используют свое пространство, - ключ к сохранению их здоровья. Это особенно важно в зоопарках и аквариумах, где их среда обитания нуждается в тщательном управлении.

В Брукфилдском зоопарке в США исследователи разработали систему, которая использует компьютерное зрение для отслеживания перемещения дельфинов по всему их вольеру. Они установили вокруг вольера камеры высокого разрешения, чтобы записывать перемещения дельфинов в течение дня. Затем эти записи анализируются, чтобы понять модели поведения, такие как плавание, отдых, взаимодействие или исследование.

В частности, для отслеживания перемещения каждого дельфина во времени используется трекинг объектов. Эта техника компьютерного зрения позволяет системе идентифицировать отдельных дельфинов и следить за их активностью, даже когда они плавают близко друг к другу или ныряют под воду. Отслеживая эти закономерности, смотрители 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 компьютерного зрения в зоопарках

Сегодня компьютерное зрение используется в самых разных сферах ухода за животными - от зоопарков до ветеринарных клиник - для улучшения контроля, поддержки 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 животные предпочитают или избегают, что помогает 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 города, 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 сложно сделать вручную, не потревожив животных.

Хотя компьютерное зрение дает множество преимуществ в плане ухода за животными, есть и некоторые проблемы, которые необходимо учитывать. Вот несколько ключевых ограничений и факторов, которые нужно иметь в виду при внедрении этой технологии:

  • Сложность поведения в зависимости от вида: У некоторых видов есть тонкие, редкие или малоизученные формы поведения, которые сложно точно обозначить и обнаружить без обширных и качественных обучающих данных.

  • Высокие первоначальные затраты на настройку: Стоимость камер высокого разрешения, прочного погодоустойчивого оборудования, серверов и пограничных устройств может стать 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 формы поведения, такие как сон или движение, обнаружить проще, то нюансы социальных взаимодействий или эмоциональных состояний моделям ИИ сложнее точно интерпретировать.

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 человека, они могут помочь ему выполнять свою работу более эффективно.

Заглядывая в будущее, мы, скорее всего, 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 уловить ранние признаки травмы до того, как они станут заметны. При интеграции с умными вольерами и носимыми датчиками компьютерное зрение может стать частью подключенной системы, которая даст смотрителям более глубокие сведения о самочувствии каждого животного. 

Присоединяйся к нашему растущему сообществу! Изучи наш репозиторий на GitHub, чтобы глубже погрузиться в ИИ. Готов начать собственные проекты по компьютерному зрению? Ознакомься с нашими вариантами лицензирования. Узнай больше об ИИ в здравоохранении и компьютерном зрении в сельском хозяйстве на страницах наших решений!

Логотип LinkedInЛоготип ТвиттераЛоготип FacebookСимвол копирования-ссылки

Читайте больше в этой категории

Давай вместе построим будущее
искусственного интеллекта!

Начни свое путешествие с будущим машинного обучения