На голландских пляжах можно найти настоящее чёрное золото — но не нефть, а древние окаменелости. Тысячи лет истории лежат прямо в песке, и каждый год их находят десятки энтузиастов-любителей. Вот только определить, что именно ты держишь в руках — бивень мамонта или обломок кости древнего оленя, — задача не из простых. Теперь на помощь пришёл искусственный интеллект, и, как выяснилось, иногда он справляется с этой задачей лучше профессиональных палеонтологов.

Чёрное золото Нидерландов

Нидерланды — настоящий рай для охотников за окаменелостями. На пляжах и в Северном море регулярно находят ископаемые останки и археологические артефакты. Особенно богаты на находки районы Зандмотор (Zandmotor) и Маасвлакте (Maasvlakte). Большинство этих сокровищ обнаруживают вооружённые фотоаппаратами любители. Они делают снимок и загружают его на платформу Oervondstchecker.nl, чтобы узнать, что именно им посчастливилось найти. Но проблема в том, что тысячи таких находок нужно обработать, а у экспертов просто не хватает времени на каждую.

Исследователи из Naturalis Biodiversity Center решили эту проблему. Они разработали умные компьютерные модели — так называемые свёрточные нейронные сети (CNN). У Naturalis уже большой опыт в этой области: институт строит программное обеспечение для распознавания всех видов живых существ и много лет работает над приложением ObsIdentify и платформой ARISE. В новом исследовании участвовали не только учёные, но и граждане-исследователи, а также эксперты из Национального музея древностей (Rijksmuseum voor Oudheden) и Музея естественной истории в Роттердаме.

Как учили нейросеть

Чтобы обучить ИИ распознавать окаменелости, исследователи собрали огромную базу данных. В неё вошли более 46 000 стандартизированных фотографий из музейных и частных коллекций. Но этого показалось мало — добавили ещё 74 000 практических снимков, загруженных обычными людьми на Oervondstchecker.nl. После обучения исследователи устроили настоящее соревнование: они дали оценить одну и ту же серию окаменелостей и обученным ИИ-моделям, и десяти экспертам-людям.

Результаты оказались неожиданными. Когда ИИ тестировали на чётких, профессиональных музейных фотографиях, компьютер иногда показывал лучшие результаты, чем люди! Он точнее определял виды и был аккуратнее в выводах. Но с практическими снимками всё оказалось сложнее. Размытая фотография, сделанная на пляжном полотенце, с неудачным ракурсом и падающей тенью — и компьютер уже теряется. Для алгоритма такие условия — серьёзное испытание.

Люди тоже ошибаются

В ходе исследования всплыл ещё один любопытный факт: эксперты-люди часто не соглашались друг с другом. Споры о том, к какому виду относится та или иная окаменелость, возникали постоянно. А это создаёт проблему для обучения ИИ: если люди не могут прийти к единому мнению, какие данные считать эталонными?

Исследователь Исаак Эйкельбум (Isaak Eijkelboom) объясняет: «Мы видим, что качество данных имеет решающее значение — и самих фотографий, и идентификаций. Здорово видеть, что ИИ с хорошими данными действительно может быть полезным». Эйкельбум сам является экспертом по окаменелостям и готовится защитить диссертацию по цифровому распознаванию ископаемых.

Мечтательная команда: человек и машина

Значит ли появление такого цифрового помощника, что палеонтологи скоро останутся без работы? Исследователи уверены: нет. Они предлагают создать «команду мечты» из человека и ИИ. Компьютер способен молниеносно обрабатывать тысячи обычных, повседневных находок, автоматически определяя их вид. Благодаря этому эксперты освобождают время для действительно редких, сложных и уникальных образцов.

Хорошая новость для всех охотников за окаменелостями: модели уже открыты для публики. Любой желающий может воспользоваться ими, чтобы определить свою находку. Это делает поиск следов доисторического прошлого не только быстрее, но и доступнее для каждого.

Что дальше?

Для Эйкельбума работа почти завершена. Защита диссертации уже близко, а глава о его ИИ опубликована в этом месяце в научном журнале PeerJ Computer Science. Вместе с коллегами из Рейксмюсеума он планирует адаптировать модели для распознавания археологических находок. Подробности обещают рассказать позже.

Пока же исследователи выпустили две модели: одна определяет, какая часть скелета перед вами (бедро или нижняя челюсть), а вторая выносит вердикт о виде животного (мамонт или олень). Если ИИ не справился, находку можно загрузить на Oervondstchecker.nl или отправить письмом — эксперты обязательно помогут.

Кстати, мы уже писали о том, как платформа Oervondstchecker отмечала своё десятилетие — этот материал стоит прочитать, чтобы понять масштаб любительского поиска окаменелостей в Нидерландах. Там же можно найти истории о самых впечатляющих находках, например, о челюсти пещерного льва, обнаруженной благодаря энтузиастам.

Так что в следующий раз, когда увидите на пляже странный камень, присмотритесь внимательнее. Возможно, это не просто камень, а окаменелость возрастом в десятки тысяч лет. И теперь у вас есть шанс узнать, что именно вы нашли — с помощью искусственного интеллекта, который уже доказал, что может посоревноваться с лучшими экспертами.