AI czyta ślady dinozaurów jak linie papilarne i wskazuje ich ptasie powiązania
Badacze z Niemiec i Wielkiej Brytanii stworzyli narzędzie, które potrafi przeanalizować odcisk dinozaurzego pazura tak samo konsekwentnie, jak algorytmy rozpoznają twarze w smartfonach. Zaskoczenie? W wielu starożytnych śladach komputer widzi coś bardzo znajomego: stopy dzisiejszych ptaków.
AI, która zamiast kości bada odciski stóp
Klasyczna paleontologia kojarzy się z czasochłonnym odkopaniem szkieletu. Tymczasem ogromna część informacji o wymarłych gadach kryje się w czymś dużo bardziej ulotnym: odciskach łap w dawnym błocie, dziś utrwalonych w skale. Te ślady są często uszkodzone, zdeformowane, nadgryzione czasem i pogodą. Były trudne w interpretacji nawet dla doświadczonych specjalistów.
Zespół z Uniwersytetu w Tybindze, we współpracy z naukowcami z Manchesteru i berlińskiego Museum für Naturkunde, postanowił oddać te problemy w ręce sztucznej inteligencji. Stworzyli algorytm, który nie potrzebuje wskazówek człowieka, jak „powinien” wyglądać konkretny typ śladu. Patrzy wyłącznie na kształt i sam szuka wzorów.
AI analizuje tysiące dinozaurowych odcisków jak odciski palców, grupując je według realnych podobieństw, a nie przyzwyczajeń badaczy.
Jak działa DinoTracker: od zdjęcia do przestrzeni ośmiu wymiarów
Sercem projektu jest aplikacja mobilna DinoTracker wspierana przez sieć neuronową. Do bazy uczącej trafiło ponad 2 tysiące trójpalczastych odcisków z całego świata, datowanych na okres od około 200 do 145 milionów lat temu. Najpierw naukowcy sprowadzili je do uproszczonych konturów, tak aby AI widziała czystą geometrię, a nie kolor skały czy ślady erozji.
Gdy użytkownik robi zdjęcie śladu lub przesyła szkic, system automatycznie wyszukuje charakterystyczne punkty, takie jak:
- kierunek ustawienia palców,
- długość części przypominającej „piętę”,
- proporcje między palcami,
- ogólny obrys śladu.
Na tej podstawie AI przelicza każdy odcisk na zestaw ośmiu kluczowych parametrów kształtu. W ten sposób umieszcza go w tzw. przestrzeni morfologicznej o ośmiu wymiarach, gdzie podobne ślady trafiają blisko siebie, a odmienne – dalej.
Przestrzeń morfologiczna to w praktyce mapa kształtów, na której każdy ślad ma swój adres wyznaczony przez osiem liczb.
Taki sposób analizy pozwala uniknąć sytuacji, w której dwóch ekspertów dochodzi do zupełnie różnych wniosków na temat jednego odcisku. W testach zgodność algorytmu z opiniami specjalistów dla dobrze zachowanych śladów sięgnęła około 90 procent, przy czym komputer działa konsekwentnie zawsze tak samo.
Uczenie bez etykiet: AI, która nie zna nazw dinozaurów
Najciekawsze w DinoTrackerze jest to, że nie uczył się na bazie gotowych, podpisanych przez ekspertów przykładów. Zastosowano tzw. uczenie nienadzorowane. Oznacza to, że algorytm nie otrzymał informacji typu: „to ślad konkretnego gatunku” czy „to trop mięsożercy”. Zamiast tego widział tylko kształty i miał za zadanie sam znaleźć grupy podobnych odcisków.
Aby wzmocnić odporność systemu na zniszczenia i deformacje, naukowcy wygenerowali ponad 10 tysięcy sztucznych śladów na bazie prawdziwych. Symulowali między innymi:
- rozmycie lub częściowe zatarcie jednego z palców,
- rozszerzenie całego odcisku, jakby w mokrym podłożu,
- rotację śladu pod różnymi kątami,
- niewielkie deformacje przypominające osiadanie gruntu pod ciężarem zwierzęcia.
Dzięki temu algorytm radzi sobie również z mocno nieidealnym materiałem, jaki najczęściej znajduje się w terenie. Zamiast pytać: „czy to na pewno ślad znanego dinozaura?”, system pyta raczej: „do których innych śladów ten kształt jest najbardziej zbliżony?”.
Ślady sprzed 210 milionów lat przypominają stopy dzisiejszych ptaków
Gdy naukowcy umieścili w przestrzeni morfologicznej ślady z różnych okresów, na mapie zaczęły pojawiać się ciekawe ciągłości. Największe poruszenie wzbudziła grupa bardzo starych odcisków, liczących ponad 210 milionów lat, które w analizie AI ułożyły się zaskakująco blisko tropów kojarzonych z ptakami.
Te dawne ślady mają kilka cech, które znamy z chodników w parkach, gdzie spacerują gołębie czy mewy:
- wąski, trójpalczasty kształt,
