Když umělá inteligence studuje otisky místo kostí
Vědci z Německa a Velké Británie vytvořili nástroj, který dokáže analyzovat otisk dinosauřího drápu se stejnou přesností, jakou algoritmy používají k rozpoznávání tváří ve smartphonech. A výsledek? V celé řadě pradávných stop počítač rozpoznává něco překvapivě důvěrně známého: nohy dnešních ptáků.
Klasická paleontologie se obvykle spojuje s trpělivým odkopáváním koster. Jenže obrovské množství informací o vyhynulých plazech je ukryto v něčem mnohem pomíjivějším — v otiscích tlapek v dávném bahně, dnes zachovaných v kameni. Tyto stopy jsou často poškozené, zdeformované, poznamenané časem a povětrnostními vlivy. I zkušení specialisté je interpretovali jen stěží.
Tým z Tübingenu přenechal problém umělé inteligenci
Vědci z Univerzity v Tübingenu ve spolupráci s kolegy z Manchesteru a berlínského Museum für Naturkunde se rozhodli svěřit tento problém umělé inteligenci. Vytvořili algoritmus, který nepotřebuje žádné lidské vodítko ohledně toho, jak by měla konkrétní stopa „správně" vypadat. Systém se dívá výhradně na tvar a sám hledá vzory.
AI analyzuje tisíce dinosauřích otisků podobně jako daktyloskopické otisky prstů — seskupuje je podle skutečných podobností, nikoli podle zažitých zvyklostí badatelů.
Jak funguje DinoTracker: od fotografie k prostoru osmi dimenzí
Srdcem celého projektu je mobilní aplikace DinoTracker podporovaná neuronovou sítí. Trénovací databáze obsahuje více než 2 000 třípalcových otisků z celého světa, datovaných do období přibližně od 200 do 145 milionů let zpátky. Vědci je nejprve převedli na zjednodušené obrysy, aby umělá inteligence vnímala čistou geometrii — bez barvy horniny či stop eroze.
Když uživatel vyfotí stopu nebo nahraje její skicu, systém automaticky vyhledá charakteristické body, jako jsou:
- směr natočení prstů,
- délka části připomínající „patu",
- vzájemné proporce prstů,
- celkový obrys otisku.
Na základě těchto údajů AI převede každý otisk na sadu osmi klíčových tvarových parametrů. Tím ho umístí do takzvaného morfologického prostoru o osmi dimenzích, kde si podobné stopy leží blízko a odlišné jsou od sebe vzdálené.
Morfologický prostor je v podstatě mapa tvarů, kde má každá stopa svou vlastní adresu vyjádřenou osmi čísly.
Tento způsob analýzy zabraňuje situacím, kdy dva experti dojdou ke zcela odlišným závěrům při pohledu na tentýž otisk. V testech dosáhla shoda algoritmu s názory specialistů u dobře zachovaných stop přibližně 90 procent — přičemž počítač pracuje vždy naprosto konzistentně.
Učení bez nálepek: AI, která nezná jména dinosaurů
Nejzajímavější vlastností DinoTrackeru je způsob jeho učení. Systém se netrénoval na předem označených příkladech podepsaných experty. Místo toho byl použit přístup zvaný učení bez dozoru. Algoritmus nedostal žádnou informaci ve stylu „toto je stopa konkrétního druhu" nebo „toto je otisk masožravce". Viděl pouze tvary a jeho úkolem bylo samostatně najít skupiny podobných otisků.
Aby byl systém odolnější vůči poškození a deformacím, vědci vygenerovali více než 10 000 umělých stop na základě těch skutečných. Simulovali například:
- rozmazání nebo částečné setření jednoho z prstů,
- rozšíření celého otisku, jako by vznikl v mokrém podkladu,
- natočení stopy pod různými úhly,
- drobné deformace připomínající propadání půdy pod váhou zvířete.
Díky tomu si algoritmus poradí i s výrazně nedokonalým materiálem, který se v terénu vyskytuje nejčastěji. Místo otázky „je to skutečně stopa známého dinosaura?" si systém klade jinou: „Kterým jiným stopám je tento tvar nejpodobnější?"
Stopy staré 210 milionů let připomínají nohy dnešních ptáků
Když vědci umístili do morfologického prostoru stopy z různých geologických období, začaly se na mapě objevovat pozoruhodné kontinuity. Největší rozruch vzbudila skupina velmi starých otisků — starších než 210 milionů let — které se v analýze AI seřadily překvapivě blízko stop spojovaných s ptáky.
Tyto dávné otisky sdílejí několik rysů, které dobře známe z chodníků v parcích, kde procházejí holubi nebo racci:
- úzký, třípalcový tvar,
- charakteristické proporce připomínající ptačí nohu,
- geometrické uspořádání prstů typické pro dnešní ptáky.
Toto zjištění posiluje vědecké přesvědčení, že ptáci jsou přímými potomky dinosaurů — a otisky stop to dokládají možná výmluvněji než kdokoli čekal. Umělá inteligence tak nejenže zefektivňuje paleontologický výzkum, ale zároveň přináší nové pohledy na evoluční příbuznost mezi vyhynulými plazy a živočichy, kteří létají nad našimi hlavami dodnes.
