人工智能在野生灵长类动物认知研究中开启了新纪元
“这个项目建立在Frans de Waal的遗产之上,”论文的第一作者、埃默里大学人类学博士生Federico Sánchez Vargas说。德瓦尔作为埃默里大学高级猿类与人类进化研究中心的主任,开创了动物认知研究,同时还撰写了帮助普及该领域的畅销书籍。他于2024年去世。除了基于实验室的行为实验,德瓦尔“为我们描绘了灵长类动物的亲密而美丽的肖像,把它们视为个体,”Sánchez Vargas说。“我们的AI方法让我们更深入地理解我们已经通过野外观察获得数据的个体。我们现在可以对它们进行认知测试并量化结果。这是一种深入了解个性背后心智的方法。在它们自然环境中研究个体,那里有大量生活经验的变化,让我们了解到环境影响如何塑造了它们。”埃默里大学灵长类动物学家Marcela Benítez(中),与她的两名研究生Nicole Furgala(左)和Federico Sánchez Vargas一起在哥斯达黎加的塔博加森林保护区工作。论文的共同作者包括乔治亚理工学院计算机科学副教授Jacob Abernethy,以及前乔治亚理工学院研究生助理、现为西雅图ExtraHop软件工程师的Sai Rakshith Potluri。公开的论文包含为该系统开发的计算机编码指南,以及构建一个低技术、低成本的现场研究平台的蓝图,并将所有组件整合到一个闭环流程中。作者希望其他科学家能够改编他们的AI方法,以生成覆盖不同物种的野生灵长类动物的认知数据,并适应各种环境。白面卷尾猴以其智慧、复杂的社会结构和好奇心而闻名,使它们成为研究认知进化的理想模型。Benítez的工作位于人类学、心理学和进化生物学的交集处。她研究猴子的合作及其他社会行为,包括实验室中的阔冠卷尾猴群体和在哥斯达黎加东北部塔博加森林保护区的野生白面卷尾猴。她是2017年与哥斯达黎加国立技术大学合作开展的“塔博加卷尾猴研究项目”的共同主任。实验室中的动物实验可以进行严格控制。然而,结果可能会受到偏差,因为动物并没有在其自然环境中进行互动。野外动物行为实验提供有效的社会和生态背景,但设计和控制都很有挑战性。“我试图弥合这一差距,”Benítez说。她决定研究AI的潜力来实现这个目标。为了训练面部识别模型,本科生们进行了一项繁琐的工作,在现场视频中为卷尾猴的面部框定边界框,并确保其被标记为正确的身份。这些个体分别命名为Pele、Pedro、Pio和Pesto。来自埃默里大学AI.Humanity项目的种子拨款启动了Benítez和Abernethy之间的合作,设计一个用于野生卷尾猴面部识别的AI模型。Abernethy和Potluri使用一种名为YOLO(你只看一次)的开源软件,开发了一个在笔记本电脑上运行的模型。研究人员对在塔博加与测试平台互动的六只野生卷尾猴的高质量GoPro图像进行了模型训练。埃默里大学和乔治亚理工学院的本科生承担了将“边界框”数字放置到数千张静态图像和视频中猴子面部的繁重工作,并标记它们的身份。最终结果是一个面部识别系统,能够以97%的准确率从静态图像、视频和现场实时画面中识别这六只卷尾猴。Marcela Benítez和Jacob Abernethy在哥斯达黎加实地测试面部识别软件的初始版本。Sánchez Vargas于2023年作为研究生加入了埃默里大学,他承担了AI项目的下一阶段:如何将面部识别模型集成到一个适合野外、可扩展的计算机界面中。
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