Hệ thống AI mới giúp xác nhận chim cùng loài trong một nốt nhạc

Trước giờ, để xác định từng cá thể chim riêng lẻ có thuộc cùng một loài hay không, giới khoa học thường nhìn vào bộ lông của chúng. Giờ đây, một hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI) mới có thể giúp giải quyết nhanh gọn lẹ thao tác này, với độ chính xác tuyệt đỉnh.

Thực tế, việc nghiên cứu, xem xét sự khác biệt giữa các cá thể cùng loài là điều kiện rất cần thiết trong nghiên cứu động vật hoang dã, theo dõi quá trình thích nghi và hành vi, cũng như đặc điểm tiến hóa giống loài của chúng.

Và giờ đây, các nhà khoa học đến từ trung tâm nghiên cứu CEFE về Sinh thái học tiến hóa, Đại học Montpellier, Đại học Paul-Valéry-Montpellier và Trung tâm nghiên cứu về đa dạng sinh học và tài nguyên di truyền (CIBIO) lần đầu tiên xác định được các loài chim riêng lẻ có thuộc một loài hay không, với sự trợ giúp của công nghệ trí tuệ thông minh nhân tạo (AI).

Họ đã phát triển một kỹ thuật mới cho phép họ thu thập một số lượng lớn các bức ảnh, được chụp từ nhiều góc độ khác nhau của từng con chim được đeo thẻ điện tử integrated transponder (PIT). Những hình ảnh được thu thập bằng máy ảnh Raspberry Pi, sau đó được đưa vào máy tính sử dụng công nghệ học sâu, đào tạo mạng lưới Convolutional neural network (CNN) để nhận ra những con chim nào cùng một loài, bằng cách phân tích các bức ảnh đó.

Trong công nghệ học sâu, mạng lưới thần kinh tích chập (CNN) là một lớp mạng lưới thần kinh sâu, thường được áp dụng nhất để phân tích hình ảnh trực quan. Chúng còn được gọi là mạng nơ ron nhân tạo bất biến hoặc không gian bất biến, dựa trên kiến trúc trọng số chung và đặc điểm bất biến dịch.

Công nghệ này sau khi được đào tạo với hàng ngàn hình ảnh được dán nhãn đã có thể xác định chính xác các cá thể chim thuộc các loài: Sociable weaver (Đây là loài duy nhất trong chi Philetairus, là loài đặc hữu Nam Phi); Great tit (Bạc má lớn); Zebra finches- (Chim Di vằn) ở Khu bảo tồn thiên nhiên Benfontein, Kimberley, Nam Phi, vùng Möggingen, miền nam nước Đức.

Kết quả cho thấy, sau khi đào tạo, mô hình AI đã được thử nghiệm phân loại xác lập các cá thể chim cùng loài, với độ chính xác chưa từng có trước đây, với mức độ chính xác 92,4% ở các loài Sociable weaver, Great tit (Bạc má lớn) và 87% đối với loài Zebra finches- (Chim Di vằn).

Trước giờ, công tác nghiên cứu này nếu làm thủ công sẽ tốn rất nhiều thời gian, công sức, độ chính xác cũng chỉ tương đối.

Tác giả chính của nghiên cứu này, ông Andre Ferreira đến từ Pháp cho biết: “Chúng tôi thấy rằng, máy tính có thể liên tục nhận ra hàng chục con chim riêng lẻ thuộc cùng một loài, mặc dù nếu làm thủ công sẽ tốn rất nhiều thời gian, công sức”.

Kỹ thuật mới này hướng đến một phương pháp nhận dạng sinh học ít xâm lấn, giúp chúng ta có những hiểu biết mới hơn về sinh thái một cách tự động, mang lại độ chính xác cao hơn. Đồng thời, nó có thể giúp khắc phục những hạn chế của việc thu thập cũng như xử lý dữ liệu ở quy mô khổng lồ.

Claire Doutrelant – người điều hành công trình nghiên cứu này cho biết: “Phương pháp nhận diện, xác định loài không xâm lấn này trở thành một bước đột phá lớn trong nghiên cứu bảo tồn, sinh thái và tiến hóa giới động vật”.

Công trình nghiên cứu này có tiêu đề “Phương pháp học sâu để nhận biết cá thể chim nhỏ cùng loài” được thực hiện từ tháng 8/2019, sau đó được công bố trên Tạp chí Methods in Ecology and Evolution của Hiệp hội sinh thái Anh vào ngày 26/7/2020.

Theo Sciencedaily