AI czyta ślady dinozaurów jak rentgen. Niesamowite podobieństwa do ptaków
Nowe narzędzie oparte na AI zagląda w odciśnięte w skale ślady sprzed ponad 200 milionów lat i znajduje w nich coś bardzo znajomego.
Badacze z Niemiec i Wielkiej Brytanii wykorzystali sztuczną inteligencję do analizy odcisków łap dinozaurów. Algorytm porównuje je z tysiącami innych śladów i wskazuje zaskakujące powiązania z budową stóp współczesnych ptaków, jednocześnie zapraszając do zabawy… zwykłych użytkowników smartfonów.
AI w służbie paleontologii: co potrafi DinoTracker
Identyfikacja śladów dinozaurów od lat sprawia naukowcom kłopot. Odciski są zdeformowane, niekompletne, często częściowo starte. Do tej pory wiele zależało od doświadczenia konkretnego specjalisty, co sprzyjało sporom i pomyłkom. Zespół z Uniwersytetu w Tybindze, Uniwersytetu w Manchesterze i berlińskiego Museum für Naturkunde postanowił to uporządkować, sięgając po sztuczną inteligencję.
Stworzyli aplikację DinoTracker, w której sercem jest algorytm typu machine learning. System analizuje kształt odcisków łap dinozaurów bez wcześniejszych etykiet i opisów. Zamiast polegać na podpisach ekspertów, przygląda się wyłącznie geometrii śladu.
DinoTracker uczy się z ponad 2 tysięcy trójpalczastych odcisków z całego globu, datowanych na 200–145 milionów lat, i sam grupuje je według podobieństw kształtu.
Każdy ślad zamienia się w zestaw punktów i linii: liczy się orientacja palców, długość „pięty”, proporcje całej łapy. Algorytm przenosi te dane do ośmiowymiarowej przestrzeni kształtów. W tym abstrakcyjnym „krajobrazie” blisko siebie leżą odciski podobne, dalej – te wyraźnie odmienne.
Jak działa to w praktyce na telefonie
Użytkownik aplikacji może zrobić zdjęcie śladu w skale albo narysować jego kontur. AI automatycznie wyszukuje punkty orientacyjne, porównuje obraz z bazą znanych odcisków i przypisuje go do odpowiedniego klastra w swojej przestrzeni kształtów.
- robisz zdjęcie lub szkic odcisku
- aplikacja wyłapuje kształt i proporcje
- AI szuka najbardziej podobnych śladów w bazie
- dostajesz ocenę podobieństwa i przybliżone miejsce w „mapie” wszystkich śladów
W testach z dobrze zachowanymi odciskami DinoTracker zgadzał się z opiniami ekspertów w około 90 procentach przypadków. Dla paleontologów to duży krok w stronę bardziej jednolitych i porównywalnych analiz – bez różnic wynikających z „szkoły” czy przyzwyczajeń danego badacza.
Sztuczna inteligencja uczy się jak dinozaury chodziły
Zastosowana metoda należy do tzw. uczenia nienadzorowanego. Oznacza to, że algorytm nie dostaje z góry informacji: „to ślad takiego gatunku”, „to innego”. Zamiast tego sam szuka grup podobnych form i dopiero później badacze interpretują, co te grupy znaczą.
Aby program lepiej znosił uszkodzenia odcisków, naukowcy wygenerowali ponad 10 tysięcy sztucznych wariantów śladów. Wirtualnie poszerzali je, ścierali fragmenty palców, przekręcali całą łapę, symulowali odkształcenia pod ciężarem zwierzęcia i w różnym podłożu. Algorytm musiał rozpoznać, że to wciąż „ten sam typ” odcisku, tylko zniekształcony.
AI nie pyta, do jakiego gatunku ma pasować odcisk. Najpierw grupuje wyłącznie po kształcie, co ogranicza ryzyko powielania błędów z dawnych katalogów śladów.
Ostatecznie program wybrał osiem kluczowych parametrów opisujących geometrię łapy – takich jak długości palców, szerokość rozstawu czy proporcje między przednią a tylną częścią odcisku. To na ich podstawie tworzy „rodziny” śladów, które później stają się materiałem do interpretacji dla paleontologów.
Kontrowersyjne wnioski z bardzo starych odcisków
Największe poruszenie wywołały analizy śladów mających ponad 210 milionów lat, czyli pochodzących jeszcze z triasu. AI wykazała, że część z nich jest zaskakująco podobna do odcisków stóp dzisiejszych ptaków: są smukłe, trójpalczaste, z wyraźną symetrią i niewielkim rozstawem palców.
Dla badaczy oznacza to dwie główne możliwości. Albo początek linii ewolucyjnej prowadzącej do ptaków sięga znacznie głębiej w przeszłość, niż do tej pory zakładano. Albo pewne dinozaury mięsożerne już we wczesnym okresie triasowym wykształciły stopy niemal nieodróżnialne w funkcji od tych ptasich, mimo że same ptaki pojawiły się dużo później.
Kontynuacja podobnych kształtów łap od triasu po późniejsze okresy sugeruje stopniowe przechodzenie części dinozaurów w stronę „ptasiego” modelu stopy.
Porównanie różnych okresów geologicznych pokazało ciągłość pewnych typów odcisków. Widać linię form, które z czasem coraz bardziej przypominają sposób poruszania się dzisiejszych ptaków – lekkich, dwunożnych, biegnących na wydłużonych kończynach tylnych.
Telefon w kieszeni jako narzędzie naukowe
DinoTracker nie powstał tylko dla wąskiej grupy specjalistów. Twórcy chcą, by aplikacja trafiła do pasjonatów geologii, przewodników turystycznych i osób odwiedzających miejsca z odsłoniętymi skałami. Wystarczy smartfon, by włączyć się w badania nad prehistorią.
Każde przesłane zdjęcie, po wstępnej weryfikacji, może zasilić centralną bazę danych. Gdy system rozpozna, że nowy ślad „pasuje” do znanego typu lub stanowi ciekawy, nietypowy przypadek, trafia on do dalszej analizy. Z czasem baza rozrasta się o kolejne odciski z nowych lokalizacji, co zwiększa szansę na wychwycenie rzadkich form.
| Co daje DinoTracker naukowcom | Co daje użytkownikom w terenie |
|---|---|
| ustandaryzowane dane o kształtach śladów | informację, czy ślad przypomina znane odciski dinozaurów |
| ogromną, rosnącą bazę odcisków z całego globu | poczucie udziału w prawdziwych badaniach naukowych |
| możliwość testowania hipotez o ruchu i ewolucji dinozaurów | motywację do uważniejszego patrzenia na skały pod nogami |
Taka forma współpracy szczególnie przydaje się w regionach, gdzie brakuje specjalistów od śladów kopalnych. Miejscowy nauczyciel, leśnik czy turysta mogą natrafić na ważny odcisk, a AI pomoże go wstępnie zaklasyfikować i skierować do ekspertów.
Co dalej: od śladów łap po inne skamieniałości
Twórcy DinoTracker zapowiadają, że to dopiero pierwszy krok. Ten sam schemat analizy kształtu da się przenieść na inne rodzaje skamieniałości. Algorytm można wyszkolić do rozpoznawania wzorów na liściach kopalnych roślin, ścieżek pozostawionych przez stawonogi czy fragmentów kości, których nie da się łatwo połączyć z kompletnym szkieletem.
Rosnące zbiory cyfrowych odcisków ułatwią też konserwację dziedzictwa geologicznego. Nawet jeżeli naturalne odsłonięcie skał ulegnie zniszczeniu, dokładny model kształtu śladu trafi do bazy. Badacze za kilka czy kilkadziesiąt lat nadal będą mogli z nim pracować, porównywać go z nowymi znaleziskami i analizować za pomocą coraz doskonalszych narzędzi AI.
Dla laików cała ta opowieść o ośmiowymiarowej przestrzeni kształtów może brzmieć abstrakcyjnie, ale w praktyce chodzi o coś bardzo namacalnego: o to, jak stopa dotyka podłoża. U kury, mewy czy wróbla widać wydłużone palce, niewielki rozstaw i sposób stawiania łapy „na czubkach palców”. AI wykazuje, że podobny „podpis” ruchu widać już w bardzo starych skałach, gdzie biegały niewielkie, zwinne dinozaury.
Jeśli kiedyś trafisz na podejrzanie regularny ślad w kamieniu, istnieje spora szansa, że nie będzie to tylko ciekawostka do zdjęcia na Instagram. Dzięki takim aplikacjom jak DinoTracker możesz realnie dołożyć cegiełkę do zrozumienia, skąd wzięły się ptaki, które dziś przysiadają na twoim balkonie, i jak wyglądała ich dawna, dinozaurowa przeszłość.
