Плодовые мухи дрозофилы способны, полагаясь только на зрение, различать своих сородичей, несмотря на кажущуюся простоту их зрительной системы. Теперь биологи и специалисты по искусственному интеллекту добились, чтобы нейросеть тоже научилась распознавать индивидуальных дрозофил. Данное достижение позволит ученым всего мира, использующим дрозофил в своих экспериментах, проводить долговременные исследования, изучая, как облик мух меняется со временем.
В междисциплинарном проекте, финансируемом Канадским Институтом перспективных исследований (CIFAR), участвовали исследователи из Гуэлфского университета и Университета Торонто. Они объединили знания биологии зрительной системы дрозофил с методом машинного обучения. В результате удалось создать систему, которая узнает отдельных мух на основе видеоизображения с весьма низким разрешением, соответствующем картинке, получаемой фасеточными глазами дрозофилы (примерно 29 писелей).
Обычно считалось, что дрозофила способна зрительно опознавать только очень крупные объекты, но недавние открытия установили, что муха использует ряд биологических приспособлений, повышая разрешающую способность своих глаз. Более того, возникло предположение, что способность различать сородичей играет важную роль в социальных взаимоотношениях дрозофил. При этом зрительное восприятие мухи, предположительно, устроено подобно сверточным нейронным сетям, использующимся людьми в системах машинного распознавания изображений. После этого ученые задались целью реализовать подобную систему с помощью компьютеров.
Разработанная ими программа, имеющая те же возможности ввода и обработки информации, что и нервная система дрозофилы, обучалась на изображениях мух в течение двух суток. После этого искусственный интеллект смог идентифицировать одну и ту же муху с точностью 0,75. Это всего лишь чуть ниже, чем системы, возможности которых не были ограничены характеристиками мозга дрозофил (их точность составила 0,85 и 0,83). Для сравнения, люди, специализирующиеся на этих мухах, выполняют куда более легкую задачу (опознать предъявленное изображение мухи среди двадцати вариантов) с точностью всего лишь 0,08.
Исследование опубликовано в электронном научном журнале PLOS ONE.
