Nástroj, který analyzuje dinosauří otisky jako forenzní software
Výzkumníci z Německa a Velké Británie vytvořili systém, který dokáže zpracovat otisk dinosauřího drápu se stejnou přesností, s jakou algoritmy rozpoznávají lidské tváře ve smartphonech. A výsledek překvapí: v mnoha prastarých stopách počítač vidí něco důvěrně známého — nohy dnešních ptáků.
Paleontologie bez kostí: informace ukryté v otiscích
Klasická paleontologie se nejčastěji spojuje s trpělivým odkopáváním koster. Jenže obrovské množství informací o vyhynulých plazech je skryto v něčem mnohem pomíjivějším: v otiscích tlap zanechaných v dávném bahně, dnes zkamenělých v hornině. Tyto stopy jsou však často poškozené, zdeformované a rozežrané časem i počasím — a jejich výklad byl náročný i pro zkušené odborníky.
Tým z Univerzity v Tübingenu ve spolupráci s vědci z Manchesteru a berlínského Museum für Naturkunde se rozhodl předat tento problém umělé inteligenci. Vyvinuli algoritmus, který nepotřebuje žádné lidské vodítko o tom, jak by konkrétní typ stopy „měl" vypadat. Dívá se výhradně na tvar a sám hledá vzory.
Umělá inteligence analyzuje tisíce dinosauřích otisků jako daktyloskopické otisky prstů — třídí je podle skutečných podobností, nikoli podle zažitých představ vědců.
Jak funguje DinoTracker: od fotografie do prostoru osmi dimenzí
Jádrem celého projektu je mobilní aplikace DinoTracker podpořená neuronovou sítí. Do trénovací databáze bylo zařazeno více než 2 000 tříprstých otisků z celého světa, datovaných do období přibližně před 200 až 145 miliony let. Vědci je nejprve převedli na zjednodušené obrysy, aby umělá inteligence vnímala čistou geometrii — bez vlivu barvy horniny nebo stop eroze.
Když uživatel pořídí fotografii stopy nebo nahraje její skicu, systém automaticky vyhledá charakteristické body, jako jsou:
- směr rozmístění prstů,
- délka části připomínající „patu",
- vzájemné proporce prstů,
- celkový obrys stopy.
Na základě těchto parametrů AI převede každý otisk na sadu osmi klíčových tvarových hodnot. Tím ho zařadí do takzvaného morfologického prostoru s osmi dimenzemi, kde si podobné stopy sedí blízko sebe a odlišné jsou od sebe vzdáleny.
Morfologický prostor je v praxi mapa tvarů, na níž má každá stopa svou přesnou adresu vyjádřenou osmi čísly.
Tento přístup eliminuje situace, kdy dva odborníci dospějí k naprosto odlišným závěrům při zkoumání téhož otisku. Při testech na dobře zachovaných stopách dosáhla shoda algoritmu s názory specialistů přibližně 90 procent — přičemž počítač pracuje vždy naprosto konzistentně.
Učení bez štítků: AI, která nezná jména dinosaurů
Na DinoTrackeru je fascinující právě to, že se neučil na předem popsaných a odborníky opatřených příkladech. Byl použit přístup zvaný učení bez učitele. Algoritmus tedy nedostal žádnou informaci ve stylu „toto je stopa konkrétního druhu" nebo „toto zanechal masožravec". Viděl pouze tvary a měl za úkol sám najít skupiny podobných otisků.
Aby byl systém odolný vůči poškození a deformacím, vědci vygenerovali více než 10 000 umělých stop vycházejících z těch reálných. Simulovali například:
- rozmazání nebo částečné setření jednoho prstu,
- rozšíření celého otisku, jako by byl zanechán v měkkém podloží,
- otočení stopy pod různými úhly,
- drobné deformace napodobující propad půdy pod tíhou zvířete.
Díky tomu si algoritmus poradí i s velmi nedokonalým materiálem, který se v terénu vyskytuje nejčastěji. Místo otázky „je toto určitě stopa známého dinosaura?" se systém ptá jinak: „Kterým jiným stopám je tento tvar nejpodobnější?"
Stopy staré 210 milionů let připomínají nohy dnešních ptáků
Jakmile vědci umístili do morfologického prostoru stopy z různých geologických období, začaly se na mapě rýsovat zajímavé kontinuity. Největší rozruch vzbudila skupina velmi starých otisků — starších než 210 milionů let — které se v analýze umělé inteligence seřadily překvapivě blízko tropů spojovaných s ptáky.
Tyto dávné stopy sdílejí několik rysů, které dnes dobře známe z chodníků v parcích, kde se prochází holubi či racii:
- úzký, tříprstý tvar,
- charakteristické proporce mezi jednotlivými prsty,
- celková geometrie připomínající moderní ptačí tlapy.
Tento objev podporuje dlouhodobě diskutovanou myšlenku, že ptačí způsob chůze má kořeny hluboko v evoluci teropodů — a umělá inteligence nyní poskytuje dosud nejsystematičtější vizuální důkaz této příbuznosti.
