Отсутствие стандартизированной процедуры сбора данных о неуловимых и труднодоступных видах, таких как большая белая акула, на сегодняшний день серьезно препятствует усилиям по управлению и защите этих животных.
Но теперь морской биолог, прикладной математик и разработчик программного обеспечения из Стелленбошского университета объединили свои усилия для разработки индивидуального программного пакета под названием Identifin, который может предложить решение этой проблемы.
Доктор Сара Андреотти, морской биолог с факультета ботаники и зоологии Университета SU, собрала более 5000 фотоизображений спинных плавников белых акул вдоль береговой линии Южной Африки в рамках своего исследования структуры популяции акул. Большие белые акулы Южной Африки. Это связано с тем, что задняя кромка спинного плавника обеспечивает уникальную функцию, аналогичную человеческому отпечатку пальца.
За шесть лет ей удалось вручную создать базу данных с информацией о том, когда и где была замечена отдельная белая акула. В тех случаях, когда ей удавалось взять биопсию акулы, генетическая информация была связана с ее профилем.
Но она делала все это вручную на своем персональном компьютере.
Я чуть не потерял голову. Я быстро понял, что в долгосрочной перспективе обновление базы данных будет занимать все больше и больше моего времени. Именно тогда я направился через кампус в отдел прикладной математики и попросил помощи «Я была ошеломлена, когда они все были в восторге от моих данных», - смеется она.
проф. Бен Хербст, специалист по машинному обучению, и доктор Питер Хольцхаузен, инженер-программист, в то время работавший над докторской диссертацией по прикладной математике, были буквально вне себя от радости, получив возможность работать с базой данных доктора Андреотти.
Д-р Хольцхаузен объясняет: «Мы использовали алгоритмическую технику, называемую динамическим искажением времени, чтобы сопоставить отпечатки пальцев. С помощью этой техники можно анализировать любые данные, которые можно преобразовать в линейную последовательность. Эта техника часто используется в речи. программное обеспечение для распознавания."
Разработанное ими программное обеспечение для распознавания изображений под названием Identifin сравнивает полуавтоматически нарисованный след заднего края спинного плавника с существующими изображениями в базе данных. Затем изображения в базе данных переупорядочиваются и ранжируются по вероятности совпадения. Если есть совпадение, фотография базы данных в первой позиции будет правильной (см. мультимедийные изображения).
Однако, работая с Майклом Мейером, морским ученым из Департамента по вопросам окружающей среды, и защитником акул Майклом Рутценом из Shark Diving Unlimited, д-р Андреотти понял, что программное обеспечение нуждается в дополнительной настройке, чтобы оно соответствовало идеалу. поддержки большой базы данных для долгосрочного мониторинга популяции белых акул.
Программное обеспечение должно было быть способно быстро сопоставлять идентификацию плавника недавно сфотографированной акулы с возможным существующим соответствием в базе данных и автоматически обновлять каталог идентификаторов акул. База данных также должна была быть доступной пользователю. дружелюбный и структурированный таким образом, чтобы разные исследователи могли использовать его в течение длительного времени», - объясняет она.
Хотя возможности для совершенствования еще есть, успех первых испытаний укрепил их надежду на то, что в ближайшем будущем они смогут использовать Identifin для мониторинга популяций белых акул в больших масштабах.
Раньше, находясь в море, мне приходилось пытаться запоминать, какая акула есть какая, чтобы предотвратить выборку одной и той же особи более одного раза. Теперь Identifin может взять на себя управление. Мне нужно будет только загрузить новые фотоидентификации с мою камеру на небольшой полевой ноутбук и запустить программное обеспечение, чтобы увидеть, были ли отобраны акулы, находящиеся в настоящее время вокруг лодки, или нет.
"Зная, какие акулы не были отобраны, прежде чем мы сможем сосредоточить на них биопсию. Это экономит время и деньги, когда дело доходит до генетического анализа в лаборатории", добавляет она.
Д-р Андреотти говорит, что на сегодняшний день отсутствие стандартизации сбора данных было основным ограничением для объединения наборов данных о всемирно распространенных видах: «Мы надеемся, что Identifin предложит решение для разработки южноафриканского, а затем и глобального адаптивного управления. план для больших белых акул."
Следующим шагом будет адаптация Identifin для идентификации других крупных морских видов и помощь другим исследователям, сталкивающимся с такими же трудностями.