AI Przewyższa Ludzi w Skanowaniu Twarzy Zwierząt Pod Kątem Stresu i Bólu, Potencjalnie Poprawiając Dobrostan Zwierząt

Sztuczna inteligencja rozwija zdolność do interpretowania wyrazów twarzy zwierząt, oferując nowe narzędzia do monitorowania ich dobrobytu. Systemy AI mogą wykrywać oznaki stresu, bólu i innych stanów emocjonalnych u różnych gatunków, co potencjalnie poprawia standardy opieki, jak po raz pierwszy doniosło Science.

Jednym z takich systemów jest Intellipig, który opracowali badacze z University of the West of England Bristol (UWE) oraz Scotland’s Rural College (SRUC). Obecnie przeprowadzane są testy tego systemu na farmach w Wielkiej Brytanii.

Kamery rejestrują twarze świń, gdy zbliżają się do koryt z jedzeniem każdego ranka. W mniej niż sekundę, sztuczna inteligencja identyfikuje poszczególne świnie i analizuje ich wyrazy twarzy pod kątem oznak stresu czy dyskomfortu, informując rolników, kiedy potrzebna jest interwencja.

„Te narzędzia mogą zapoczątkować nową erę opieki nad zwierzętami, która przywiązuje większą wagę do ich zdrowia, dobrobytu i ochrony” – mówi Melvyn Smith, inżynier wizji maszynowej z UWE, jak donosi Science.

System opiera się na głębokim uczeniu, technice SI pozwalającej na rozpoznawanie wzorców. Osiągnął on 97% skuteczność w identyfikacji świń i jest skuteczny w wykrywaniu stresu jedynie na podstawie rysów twarzy.

Artykuł wyjaśnia, że szkolenie SI rozpoczyna się od „oznaczania”, gdzie badacze zaznaczają kluczowe punkty twarzy – takie jak krawędzie oczu czy nozdrzy – na tysiącach obrazów. Te punkty tworzą mapę twarzy, którą SI uczy się rozpoznawać, nawet na częściowo zasłoniętych twarzach.

AI analizuje odległości między punktami orientacyjnymi, aby zidentyfikować wyrazy twarzy. Na przykład, kot odczuwający ból może poszerzyć swoją kufę, zwiększając odległość między krawędziami pyska. Porównując te zmiany z ustalonymi skalami grimas, AI może wykrywać ból z dużą dokładnością.

W 2023 roku Anna Zamansky, informatyczka z Uniwersytetu w Hajfie, wraz ze swoim zespołem osiągnęła 77% dokładności w wykrywaniu bólu u kotów. Podobnie, Peter Robinson z Uniwersytetu w Cambridge opracował narzędzie AI, które identyfikowało owce cierpiące na owrzodzenie stóp lub mastitis w stadzie.

Jednakże, jak zauważa Science, aplikacje AI napotykają na ograniczenia, takie jak niewystarczające ilości danych wysokiej jakości do treningu. „Nie ma aż tak wiele zdjęć psów, kotów i owiec w internecie,” zauważa Robinson, zwłaszcza tych z wyraźnymi wskaźnikami emocjonalnymi. AI może również błędnie interpretować wyrazy twarzy, skupiając się na nieistotnych cechach.

Aby sprostać obawom dotyczącym „czarnej skrzynki” AI, zespół Zamansky’ego korzysta z narzędzi takich jak GradCAM, aby zobrazować, które obszary twarzy są priorytetowe dla AI. Ich wyniki sugerują, że najbardziej informatywnym obszarem są oczy, niezależnie od gatunku, jak zauważono w Science.

Badacze teraz starają się sprawić, aby AI interpretowało bardziej subtelne emocje, takie jak szczęście, frustracja czy strach. Brittany Florkiewicz, ewolucyjna psycholog z Lyon College, skatalogowała 276 różnych wyrazów twarzy u kotów, jak wcześniej zgłaszano również w Science.

Współpracując z zespołem Zamansky’ego, korzysta z AI do analizowania tych wyrazów, ujawniając subtelne naśladownictwo wśród kotów, które często sygnalizuje więź lub zabawę.

Zespół Zamansky’ego przeszkolił również AI, aby odróżniać „szczęśliwe” i „sfrustrowane” psy i konie. W jednym eksperymencie, AI poprawnie zidentyfikowało emocjonalny stan psa 89% razy. O ile skuteczność identyfikacji bardziej złożonych emocji, takich jak rozczarowanie, jest niższa, nadal przewyższa ona wyniki oparte na przypadkowości.

W szerszym ujęciu, laboratoria i schroniska dla zwierząt mogłyby wykorzystać AI do śledzenia bólu i stanów emocjonalnych u zwierząt – mówi Florkiewicz, jak podaje Science. Tymczasem „inteligentne gospodarstwa” – takie jak te testowane na angielskiej wsi – mają na celu dostarczanie spersonalizowanej opieki zwierzętom poprzez ciągłe monitorowanie.

Ostatecznie, Smith wyjaśnia portalowi Science, że systemy AI mogłyby pomóc rolnikom w zapewnieniu, że świnie nie tylko żyją bez stresu, ale również doświadczają szczęścia.