Исследователи из СПбГЭТУ «ЛЭТИ» впервые применили методы машинного обучения в качестве аналитического инструмента для изучения активности собак.
16.08.2022
Сегодня практически во всех странах мира существуют приюты для домашних животных (в основном это кошки и собаки), в которых находятся миллионы питомцев. Эти учреждения представляют собой стрессовую среду даже для хорошо приспособленных домашних животных, которая может сильно повлиять на их благополучие, а в дальнейшем отразиться на поведении и создать проблемы для будущих владельцев. Поэтому сотрудники приютов стараются регулярно отслеживать условия, в которых содержатся питомцы. Это становится особенно важно в период глобальных социально-экономических потрясений.
«Наша научная группа решила выяснить, как пандемия коронавируса повлияла на поведение и благополучие собак, содержащихся в приютах. Чтобы оценить этот фактор, мы проанализировали изменения в уровнях активности собак до и во время пандемии. Особенностью нашего исследования стало использование анализа видеозаписей животных с помощью «компьютерного зрения» и методов машинного обучения. Данные были собраны в большом открытом приюте для животных в Нью-Йорке», – рассказывает доцент кафедры автоматики и процессов управления СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Дмитрий Ильич Каплун.
До пандемии приют в Нью-Йорке работал круглосуточно и был открыт для посетителей и волонтеров, которые играли с собаками, а также для тех, кто хотел забрать животное. После введения ограничений приют был закрыт для всех, кроме сотрудников, которые посещали учреждение группами в разное время, программа игровых групп и других активностей для собак была свернута.
Исследователи проанализировали данные, собранные за два двухнедельных периода активности собак в 2020 году: непосредственно перед введением ограничительных мер из-за пандемии (с 26 февраля по 17 марта) и после введения (с 10 по 23 июля). В течение каждого периода с помощью камер делались ежечасные видеозаписи. Во время рабочих часов приюта – с 08:00 до 20:00 было собрано несколько тысяч видео средней продолжительностью не более 16 секунд. Всего в исследованиях участвовали 118 собак. Для обработки видео использовалась нейросетевая модель, которая распознавала такие активности, как ходьба или прыжки.
Результаты анализа показали, что активность собак до пандемии была значительно ниже, чем после введения ограничительных мер. При этом утром собаки проявляли наибольшую активность в течение обоих периодов. Однако во время пандемии вечерняя активность собак была значительно выше. По словам ученых, это говорит о том, что для благополучия собак в неволе большую важность имеют развивающие и игровые занятий в питомниках, которые были отменены из-за коронавирусных ограничений. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Applied Animal Behaviour Science.
«Это первое исследование, в котором изучается влияние пандемии коронавируса на поведение собак из приюта с использованием объективных показателей. В целом, мы получили два важных результата. Во-первых, исследование продемонстрировало, что ограничительные меры, принятые в связи с пандемией, значительно повлияли на активность собак в приюте. Во-вторых, мы показали, что анализ на основе объективных данных, собранных с помощью нашей системы, является рабочим инструментом для мониторинга и анализа активности собак. Его можно использовать, например, для разработки мер по повышению уровня благополучия питомцев в приюте».
В исследовании приняли участие ученые из ЛЭТИ, Университета Нью-Йорка, Университета Хайфы, Университет Нортумбрии (Ньюкасл) и Центр машинного обучения Primrose (Тель-Авив). Проект поддержан грантом Министерства науки и технологий Израиля и РФФИ (№ 19-57-06007).
Работа соответствует научно-исследовательской политике университета в рамках программы развития «Приоритет 2030».
