Как я считал пингвинов

Любуемся антарктическими пейзажами, отмечаем пингвинов на фотографиях и помогаем исследователям в проекте Penguin Watch.

Меня зовут Влад Цой, и я работаю в проекте «Люди науки». Здесь мы рассказываем, как человек без профильного научного образования и специальных навыков может помочь исследователям по всему миру.

Последние две недели при всякой возможности я считаю птиц в окошке, причём не воробьёв и не голубей, а пингвинов. Правда моё окошко — не покрытое морозным узором стекло полярной станции, а вкладка браузера. Всё-таки я не учёный и не путешественник — волонтёр проекта Penguin Watch.

Зачем на них смотреть

Популяция пингвинов сокращается. Частично это связано с глобальным потеплением, нехваткой пропитания и загрязнением воды. Чтобы защитить популяции птиц, нужно знать, куда и когда они мигрируют. Вот для этого доктор Том Харт (Dr Tom Hart) — пингвинолог c кафедры зоологии Оксфордского университета — собрал в 2010 году научную группу и отправился к берегам Антарктиды. Исследователи расставили на материке и близлежащих островах камеры, чтобы постоянно наблюдать за пингвинами. С тех пор в архивах учёных каждый год появляются тысячи и тысячи новых снимков.

Фото: Penguin Watch.

Отсматривать все фотографии вручную исследователи не успевают. Поэтому Тому Харту и его коллегам помогают волонтёры — десятки тысяч добровольцев вроде меня. Мы получаем изображения и отмечаем на них взрослых пингвинов, птенцов и кладки яиц. Таким образом, орнитологи узнают больше о повседневной жизни птиц. К примеру, где пингвины предпочитают селиться, отчего погибают детёныши и как меняющийся климат влияет на их размножение.

Кроме того, наша работа помогает тренировать искусственный интеллект: сотрудники Visual Geometry Group из Оксфордского университета разработали алгоритм машинного обучения Pengbot, который способен распознавать пингвинов. Ему только не хватает практики — тут-то и пригождается информация, полученная волонтёрами Penguin Watch. Так, в 2016 году сформировать базу и наборы данных для программы помогали 35000 добровольцев. За несколько лет алгоритм научился довольно неплохо подсчитывать пингвинов — правда, люди пока справляются с этой задачей всё равно лучше. В идеале, по мнению учёных, компьютерное зрение и усилия научных волонтёров стоит использовать в связке — к примеру, сперва прогонять изображения через алгоритм машинного обучения, а затем оставшиеся после фильтрации фотографии посылать добровольцам. 

Начинаем считать

Penguin Watch, как и многие другие проекты, где волонтёры анализируют изображения, находится на Zooniverse — одном из крупнейших порталов по гражданской науке. Чтобы начать наблюдение за пингвинами, не нужно скачивать специальных приложений. Регистрироваться тоже необязательно — но весьма желательно, если вы хотите обсудить фотографии и первым узнавать о новостях проекта. У меня уже есть аккаунт на Zooniverse.

Первым делом, как полагается, я читаю инструкцию: красным маркером нужно выделять взрослых пингвинов, зелёным — птенцов, жёлтым — яйца, а синим — других животных. Если фотография тёмная или нечёткая — её можно пропустить. Вроде бы всё просто, поэтому нажимаю на кнопку «Let’s go!» и получаю первую фотографию.

Фото: Penguin Watch.

Пустую и скучную фотографию. Каменистая местность, покрытая слоем снега — как-то так я себе всегда и представлял Антарктиду. Сложно поверить, что в таких условиях может вообще существовать какая-то флора и фауна — с первым снимком мне явно не повезло. Указав, что никаких птиц нет и в помине, щёлкаю «Next».

Фото: Penguin Watch.

Второй кадр — полная противоположность первому. Целая стая субантарктических пингвинчиков нежится на пучках мятлика вееровидного (Poa flabellata). Мне тут удалось насчитать около двух дюжин взрослых особей и пять птенцов, возможно, ещё кого-то я не разглядел в густых травянистых зарослях. Судя по всему, камера, которая сделала снимок, стоит на острове вблизи от Южной Америки — где-то в районе Южной Георгии. Отмечаю всех пингвинов, любуюсь пейзажем и перехожу к следующему изображению.

Фото: Penguin Watch.

Здесь мне снова попадаются субантарктические пингвины — по какой-то причине я довольно часто их встречал. Жаль, камер Penguin Watch нет в океане: эти птицы — одни из лучших пловцов в своём семействе. Самые шустрые особи передвигаются под водой со скоростью до 36 км/ч. Это в 4-5 раз быстрее, чем наш с вами бег трусцой.

Помимо субантарктических, частенько попадались изображения ещё одного вида — антарктического пингвина. Хоть оперение и клювы у них не такие яркие, опознать их несложно: эта птица издаёт резкий и довольно неприятный крик. За это англоязычные учёные прозвали её «stonecracker» — камнедробитель.

Фото: Penguin Watch.

Довольно скоро мне наскучило чёрно-белое оперение, и я решил во что бы то ни стало отыскать другие виды. И через полчаса поисков наконец-то заметил ярко-рыжие грудки императорских пингвинов — крупнейших представителей семейства.

Фото: Penguin Watch.

Их рост может достигать 120 сантиметров, а масса — 45 килограммов. На фоне остальных птиц они выделялись как школьники начальных классов, которые случайно забрели в детский сад. Я уже собрался переходить к следующему изображению, но заметил, что справа от королевских пингвинов стоят хохлатые — их выдали характерные жёлтые кустистые «бровки».

Иногда пользователям попадаются довольно жуткие снимки, напоминающие о жестокости дикой природы: один из естественных врагов пингвинов — антарктический поморник. Взрослых особей эта хищная птица не трогает, только детёнышей, отбившихся от стаи.

Фото: Penguin Watch.

Но бывали и весьма забавные кадры: здесь, например, камера заинтересовала пингвинов, и птицы её перевернули. Теперь Тому Харту и его команде придётся снова плыть в Антарктиду, чтобы переустановить её. А может, и не придётся. Хоть кадр и не идеален, на нём всё равно можно разглядеть упитанные бока четырёх взрослых птиц.

Фото: Penguin Watch.

Итоги

Считать пингвинов довольно приятно: птицы милые, антарктические и субантарктические пейзажи прекрасны. А есть ли на самом деле польза от волонтёров Penguin Watch? Открытий я не совершаю, белковые структуры не проектирую, с коронавирусом не борюсь…

Будь я один, сделал бы всего несколько десятков или сотен классификаций — и это не очень-то помогло бы науке. Но я не один, и классификаций уже больше трёхсот тысяч. Данные Penguin Watch позволили открыть в антарктических регионах крупные колонии пингвинов Адели, заметить рост популяции королевских пингвинов и проследить за жизнедеятельностью субантарктических пингвинов. А по рекомендации оксфордских зоологов, правительство Южной Георгии и Южных Сандвичевых Островов установило ограничения на вылов криля, излюбленного лакомства пингвинов — доступность пищи непосредственно влияет на численность популяции.

Более того, опыт авторов Penguin Watch показал, что гражданские учёные здорово помогают мониторить местную фауну и обучать нейросети. А наблюдать можно не только за пингвинами, но и за морскими котиками, чайками и теми же поморниками. Так родились проекты Seabirdwatch и Seal Watch.

На мой взгляд, Penguin Watch подойдёт для самоизолировавшихся или ленивых бёрдвотчеров. Отличные ракурсы, на улицу выходить не нужно, и разнообразие видов присутствует. Отмечаешь птиц, любуешься антарктическими и субантарктическими пейзажами, изредка оставляешь комментарии.

Фото: Christopher Michel/Flickr.com

Так что если и у вас возникнет желание расслабиться — попробуйте Penguin Watch. И отдохнёте немного, и науке поможете.