De minuscules bio-enregistreurs basés sur l’IA révélant les moments intéressants de la journée d’un oiseau

Vous êtes-vous déjà demandé ce que font les animaux sauvages toute la journée ? Les documentaires offrent un aperçu de leur vie, mais les animaux, sous un œil attentif, ne font rien d’intéressant. La véritable essence de leurs comportements reste insaisissable. Aujourd’hui, des chercheurs japonais ont développé une caméra qui nous permet de capturer ces comportements.

Dans une étude récemment publiée dans Nexus PNASdes chercheurs de l’Université d’Osaka ont créé un petit enregistreur de données basé sur des capteurs (appelé bio-enregistreur) qui détecte et enregistre automatiquement des vidéos de comportements peu fréquents chez les oiseaux de mer sauvages, sans la supervision des chercheurs.

Des comportements peu fréquents, comme plonger dans l’eau pour se nourrir, peuvent conduire à de nouvelles connaissances, voire à de nouvelles orientations en matière de recherche. Mais il est difficile d’observer suffisamment de ces comportements pour en déduire des résultats, surtout lorsque ces comportements se déroulent dans un environnement qui n’est pas hospitalier pour les humains, comme l’océan ouvert. En conséquence, les comportements détaillés de ces animaux restent largement inconnus.

« Les caméras vidéo fixées sur l’animal constituent un excellent moyen d’observer son comportement », explique Kei Tanigaki, auteur principal de l’étude. Cependant, les caméras vidéo sont très gourmandes en énergie, ce qui entraîne un compromis. « Soit la vidéo n’enregistre que jusqu’à épuisement de la batterie, auquel cas vous risquez de manquer le comportement rare, soit vous utilisez une batterie plus grosse et plus lourde, qui ne convient pas à l’animal. »

Pour éviter d’avoir à faire ce choix pour les oiseaux marins sauvages étudiés, l’équipe utilise des capteurs de faible puissance, tels que des accéléromètres, pour déterminer quand un comportement inhabituel se produit. La caméra est ensuite allumée, le comportement est enregistré et la caméra s’éteint jusqu’à la prochaine fois. Ce bio-enregistreur est le premier à utiliser l’intelligence artificielle pour accomplir cette tâche.

« Nous utilisons une méthode appelée forêt d’isolement », explique Takuya Maekawa, auteur principal. « Cette méthode détecte bien les événements aberrants, mais comme beaucoup d’autres algorithmes d’intelligence artificielle, elle est complexe sur le plan informatique. Cela signifie que, comme les caméras vidéo, elle est gourmande en énergie. » Pour les bio-enregistreurs, les chercheurs avaient besoin d’un algorithme léger, ils ont donc formé la forêt d’isolement d’origine sur leurs données, puis l’ont utilisé comme « enseignant » pour former un plus petit détecteur de valeurs aberrantes « étudiant » installé sur le bio-enregistreur.

Le bio-enregistreur final pèse 23 g, soit moins de 5 % du poids corporel des puffins striés étudiés. Dix-huit bio-enregistreurs ont été déployés, un total de 205 heures de données de capteurs de faible puissance ont été collectées et 76 vidéos de 5 minutes ont été collectées. Les chercheurs ont pu collecter suffisamment de données pour révéler de nouveaux aspects des comportements de hochement de tête et de recherche de nourriture des oiseaux.

Cette approche, qui surmonte la durée de vie limitée de la plupart des bio-enregistreurs, nous aidera à comprendre les comportements de la faune sauvage qui s’aventure dans les zones habitées par l’homme. Il permettra également d’observer des animaux dans des environnements extrêmes inaccessibles à l’homme. Cela signifie que de nombreux autres comportements rares – du lavage des patates douces par les singes japonais aux manchots se nourrissant de méduses – pourront désormais être étudiés à l’avenir.