Umělá inteligence rozpozná parazitické vejce lépe než průměrný ornitolog

Vnitrodruhový hnízdní parazitismus – situace, kdy samice kladou vejce do hnízd jiných samic téhož druhu – je pro vědce dlouhodobou záhadou. Tým z Ústavu biologie obratlovců AV ČR nyní ve spolupráci s kolegy z Anglie vyvinul model umělé inteligence, který dokáže parazitická vejce u ptáků rozpoznat s přesností až 97 %. Nový přístup, jehož výsledky byly zveřejněny v časopise Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, může výrazně usnadnit a zlevnit výzkum tohoto málo prozkoumaného jevu.

Někteří ptáci k rozmnožování využívají tzv. hnízdní parazitismus – kladou svá vejce do cizích hnízd a péči o mláďata přenechávají jiným. Nejznámějším příkladem je kukačka obecná (Cuculus canorus), která parazituje jiné druhy ptáků. Mnohem častější, i když méně prozkoumaný, je však vnitrodruhový hnízdní parazitismus. Tento jev byl pozorován u některých kachen (např. poláků či hoholů), ale také u vrabců nebo špačků.

Zatímco kukaččí vejce se na první pohled často liší od vajec hostitele, odhalit parazitické vejce v hnízdě stejného druhu je mnohem obtížnější, protože se od ostatních odlišuje jen minimálně. Nová studie ukázala, že i zkušení ornitologové se při vizuální identifikaci parazitických vajec často mýlí. Dosavadní výzkumy proto spoléhaly především na genetické testy, které sice poskytují spolehlivé výsledky, ale jsou finančně a časově náročné. I to je důvod, proč zůstává vnitrodruhový hnízdní parazitismus dosud poměrně málo prozkoumanou strategií.

Umělá inteligence pomáhá odhalovat parazitická vejce u ptáků

Tým vědců z Ústavu biologie obratlovců AV ČR (ÚBO AV ČR) ve spolupráci s anglickými kolegy vyvinul model strojového učení, který dokáže identifikovat parazitická vejce pouze na základě fotografií. Model byl testován na snůškách vlaštovky obecné (Hirundo rustica), u níž byl vnitrodruhový parazitismus již dříve popsán. „Pro jeho vytvoření jsme použili data o vzhledu 270 vlaštovčích vajec od 54 různých samic a zohlednili jsme všechny hlavní znaky vajec – velikost, tvar, zbarvení i skvrnitost,“ vysvětluje Michal Šulc, hlavní autor studie z ÚBO AV ČR. „Na základě těchto informací se model nejprve naučil rozlišovat, jak podobná si jsou vejce snesená jednou samicí, a jak se naopak vejce liší mezi různými samicemi. Následně jsme vytvořili téměř 2000 „uměle parazitovaných“ hnízd, abychom otestovali přesnost modelu při určování cizího vejce,“ doplňuje. Výsledek byl mimořádný – přesnost umělé inteligence dosáhla 97 %, zatímco lidé (včetně odborníků) určili parazitická vejce správně v průměru v 87 % případů.

Vyvinutý model i podrobný návod k jeho použití jsou volně dostupné a mohou výrazně usnadnit budoucí výzkum hnízdního parazitismu u ptáků. Studie tak ukazuje, že umělá inteligence může být účinným nástrojem pro odhalování „ptačích podvodníků“ a přispět k lepšímu pochopení rozmnožovacích strategií v ptačí říši.

Kontakt:                    
Mgr. Michal Šulc
Ústav biologie obratlovců Akademie věd ČR
sulc-michal@seznam.cz

Přečtěte si také

• Světové prvenství české vědy: stárnutí vajíček lze zvrátit
• Mezinárodní soutěž Dream Chemistry Award poprvé v historii vyhrál Čech
• Vědci objasnili, jak rostlinné buňky spouštějí životně důležité procesy
• V Praze začíná mezinárodní konference o rentgenové optice v astronomii
• Matka předává rytmické metabolické signály mozku plodu
• Jeden název, sedm druhů: vědci odhalili chyby v určení hub ze světových sbírek
• Vědci z CzechGlobe vyvinuli první globální monitoring dopadů sucha
• Vědci z ÚOCHB AV ČR představili novou metodu značení biomolekul
• Ceny Akademie věd vyzdvihnou mimořádné výsledky i popularizaci vědy
• Vyplatí se jít na vysokou školu, když se ekonomice nedaří?