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UC e Oxford desenvolvem software inovador para estudo da vida selvagem

5 de Setembro 2019

Uma equipa de cientistas do Centro de Ecologia Funcional da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC) e do Primate Models Lab da Universidade de Oxford (Reino Unido) desenvolveram um software inovador, baseado em Inteligência Artificial (IA), que ajuda na detecção e reconhecimento de rostos de primatas em ambiente selvagem.

O artigo científico a que deu origem o estudo foi, ontem (04), publicado na revista “Science Advances”, demonstrando que os resultados desta investigação permitirão a “cientistas e conservacionistas da vida selvagem conseguir poupar bastante tempo e recursos na análise de vídeo recorrendo à Inteligência Artificial”, refere a UC.

Este novo software, desenvolvido durante dois anos, usa os últimos avanços de “Deep Learning” (aprendizagem profunda, em português, uma área da Inteligência Artificial), “para detectar, rastrear e reconhecer os rostos individuais de chimpanzés na natureza, juntamente com um conjunto de ferramentas gratuitas que permitem a outros investigadores identificar vídeos e treinar o ‘software’ com os seus próprios conjuntos de dados”, adianta a Universidade.

Esta é, de resto, o primeiro estudo a “rastrear e reconhecer continuamente indivíduos numa ampla variedade de poses, e executa com alta precisão vídeos mais complexos, caracterizados por condições naturais variáveis, como baixa iluminação, baixa qualidade de imagem e desfoque do movimento”, tendo sido treinado o modelo computacional, utilizando mais de 10 milhões de imagens de rosto de chimpanzés selvagens na Guiné Conacri, do arquivo de vídeo da Universidade de Quioto.

Potencial enorme para aplicação a outros animais selvagens

Os actuais modelos utilizados, como sejam as visitas de campo para recolha de dados e análise manual, “consomem demasiado tempo e recursos”, pelo que a primatóloga Susana Carvalho, coordenadora da investigação e orientadora de Daniel Schofield (primeiro autor do artigo), assinala três grandes mais-valias da nova ferramenta: “a possibilidade de analisar volumes enormes de vídeos de animais directamente; ao automatizar a identificação de indivíduos, obtém-se também a automação das redes sociais desses indivíduos no seu grupo (produzindo automaticamente as chamadas Social Network Analysis); e o imenso potencial que isto abre para aplicações no trabalho de conservação de animais, particularmente em primatas (embora este sistema possa ser adaptado a outras espécies), existe um potencial enorme para identificação de indivíduos, contagem automática de indivíduos em cada frame, etc.”, sublinha.

Segundo a investigadora, já houve “muitas tentativas anteriores de conseguir esta identificação automática de indivíduos, mas nunca foi possível superar os desafios dos vídeos que fazemos em habitat natural, com mudanças de luz, de zooms, variação na qualidade ao longo do tempo, e muito mais. Tudo o que se fez antes foi feito ou em cativeiro, ou a partir de fotos – nunca de ‘raw’ vídeos como é o caso deste trabalho”.

No caso dos chimpanzés, exemplifica, “em que muitas comunidades têm sido estudadas em África nos últimos 40 anos, imagine-se o tesouro científico, o potencial acumulado em milhões de vídeos arquivados, que guardam informação sobre os mesmos chimpanzés desde a infância até à idade adulta? Processar este volume de forma manual é quase impossível, mas com as ferramentas que criámos, é possível automatizar uma parte desse trabalho”.

Também, ao automatizar a identificação de indivíduos, torna-se possível “ver a posição do indivíduo no seu grupo, ao longo dos anos – como indica o artigo, os indivíduos mais velhos do nosso grupo de Bossou mostram mais isolamento e distância relativamente ao grupo à medida que envelhecem”, diz a primatóloga da FCTUC e coordenadora na Universidade de Oxford.

Embora o estudo se tenha focado nos chimpanzés, os autores acreditam que o software e as ferramentas fornecidas possam ser aplicados a outras espécies e que ajudem a impulsionar a adopção de sistemas de IA para resolver uma série de problemas nas ciências da vida selvagem.

Susana Carvalho frisa, ainda, que o projecto não termina aqui: “continuamos a trabalhar com o ‘Vision Group’, liderado pelo professor Andrew Zisserman, da Faculdade de Engenharia em Oxford, onde estamos a desenvolver o mesmo sistema para outros primatas, designadamente babuínos do Parque da Gorongosa, e a dar os primeiros passos para automatizar análise de comportamentos a partir de vídeos, isso seria outro passo gigantesco para o campo de análise e evolução de comportamento de animais”.

Susana Carvalho - Investigadora do Centro de Ecologia Funcional da FCTUC e da Universidade de Oxford

Susana Carvalho – Investigadora do Centro de Ecologia Funcional da FCTUC e da Universidade de Oxford

 

As imagens e demonstração do software estão disponíveis através desta hiperligação.

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