Công nghệ nhận dạng khuôn mặt giúp bảo tồn hải cẩu

SealNet là một dữ liệu nhận dạng khuôn mặt hải cẩu, do một nhóm nghiên cứu ở Đại học Colgate phát triển, bằng cách chụp ảnh hàng chục hải cẩu cảng biển ở Vịnh Casco thuộc bang Maine, Mỹ.

Nhóm nghiên cứu phát hiện độ chính xác gần 100% của bộ dữ liệu xác định loài động vật biển này, và đó là một thành quả không nhỏ trong một hệ sinh thái là “nhà” của hàng ngàn con hải cẩu.

SealNet được thiết kế để tự động phát hiện khuôn mặt trong ảnh, cắt và nhận dạng khuôn mặt dựa trên các mẫu khuôn mặt như mắt và hình dạng mũi, giống như đối với người. Nhóm Colgate cho biết một công cụ tương tự có tên là PrimNet được sử dụng trên các loài linh trưởng đã từng được sử dụng trên hải cẩu, nhưng SealNet vượt trội hơn.

Nhóm Colgate đã công bố phát hiện của họ vào tháng 4 trên tạp chí khoa học Ecology and Evolution. Tạp chí cho biết họ đã xử lý 1.700 hình ảnh của hơn 400 con hải cẩu, và nêu rõ “sự dễ dàng và phong phú của dữ liệu hình ảnh có thể được xử lý bằng phần mềm SealNet đóng góp quan trọng cho các nghiên cứu sinh thái và hành vi của động vật biển có vú trong lĩnh vực công nghệ bảo tồn vốn đang phát triển”.

Nhóm nghiên cứu đang làm việc để mở rộng bộ dữ liệu cho các nhà khoa học khác sử dụng, theo bà Krista Ingram, một giáo sư sinh vật của trường Colgate và là một thành viên nhóm nghiên cứu. Bà nói việc mở rộng bộ dữ liệu để có cả các loài hiếm - như hải cẩu thầy tu ở hai vùng Hawaii và Địa Trung Hải - sẽ có thể giúp thêm thông tin cho nỗ lực bảo tồn các loài động vật này.

Bà Ingram cho biết việc lập danh mục các khuôn mặt của hải cẩu và sử dụng máy học để xác định chúng cũng có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về vị trí của hải cẩu trong đại dương.

“Hiểu được sự phân tán của chúng, hiểu được mô hình của chúng thực sự giúp cung cấp thông tin cho bất kỳ nỗ lực bảo tồn nào. Đối với các loài động vật biển có vú di chuyển nhiều và khó chụp ảnh dưới nước, chúng ta cần có khả năng xác định các cá thể”, bà giải thích.

Hải cẩu cảng biển là một câu chuyện thành công về bảo tồn ở Mỹ. Trong thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, loài động vật này từng bị treo giải thưởng săn bắt ở bang New England, nơi chúng bị ngư dân coi là loài gây hại. Nhưng Đạo luật bảo vệ động vật biển có vú (vừa kỷ niệm 50 năm ngày ban hành hồi tháng 10 vừa qua) đã giúp hải cẩu cảng biển được bảo tồn và quần thể này bắt đầu phục hồi.

Hải cẩu và các loài động vật biển có vú khác từ lâu đã được nghiên cứu bằng cách sử dụng thiết bị theo dõi vệ tinh. Sử dụng trí tuệ nhân tạo để nghiên cứu chúng là một cách để đưa công tác bảo tồn vào thế kỷ 21, theo Jason Holmberg, giám đốc điều hành của Wild Me, một công ty có trụ sở tại Oregon hoạt động để mang máy học đến cho các nhà sinh vật học. Wild Me đang phát triển mối quan hệ hợp tác tiềm năng với SealNet.

Hải cẩu cảng biển hiện khá phong phú ở vùng biển New England, nơi chúng bám vào đá và phục vụ những người đi biển ngắm hải cẩu. Tuy nhiên, các loài hải cẩu khác vẫn đang gặp nguy hiểm. Hải cẩu thầy tu Địa Trung Hải được cho là loài hải cẩu có nguy cơ tuyệt chủng cao nhất thế giới khi chỉ còn lại vài trăm con.

Michelle Berger, một nhà khoa học tại Viện Shaw ở Maine, người không tham gia nghiên cứu SealNet, cho biết việc sử dụng công nghệ nhận dạng khuôn mặt có thể cung cấp nhiều dữ liệu có giá trị hơn.

Bà nói: “Một khi hệ thống được hoàn thiện, tôi có thể hình dung ra rất nhiều ứng dụng sinh thái thú vị cho nó. Nếu họ có thể nhận ra hải cẩu và nhận ra chúng từ năm này sang năm khác, điều đó sẽ cung cấp cho chúng ta rất nhiều thông tin về chuyển động, mức độ chúng di chuyển từ địa điểm này sang địa điểm khác”.

Nhóm Colgate cũng đang làm việc với FruitPunch, một công ty trí tuệ nhân tạo của Hà Lan, để cải thiện một số khía cạnh của SealNet nhằm khuyến khích sử dụng rộng rãi hơn. FruitPunch đang thu hút vài chục nhà khoa học trên khắp thế giới thực hiện một thách thức nhằm hợp lý hóa quy trình làm việc của SealNet, theo Tjomme Dooper của FruitPunch.

Ông cho biết việc cải thiện khả năng tự động hóa của công nghệ nhận dạng khuôn mặt có thể khiến SealNet trở nên hữu ích hơn đối với nhiều nhà khoa học. Điều đó sẽ mở ra những cơ hội mới để nghiên cứu các loài động vật và giúp bảo vệ chúng.

Dooper cho biết: “Điều này giúp các nhà sinh vật học nghiên cứu hành vi của hải cẩu, cũng như động lực dân số. Hải cẩu cảng biển là loài chỉ thị quan trọng cho hệ sinh thái xung quanh chúng”.