Et nyt AI-værktøj afslører hemmeligheder i 200 millioner år gamle fodspor
Et nyt AI-baseret redskab kan trænge ind i aftryk, der er presset ned i sten for over 200 millioner år siden – og finder noget bemærkelsesværdigt velkendt derinde.
Forskere fra Tyskland og Storbritannien har brugt kunstig intelligens til at analysere dinosaurers fodaftryk. Algoritmen sammenligner dem med tusindvis af andre spor og afslører overraskende forbindelser til nutidige fugles fodbygning. Og det bedste? Selv almindelige smartphonebrugere kan deltage i forskningen.
DinoTracker: AI i paleontologiens tjeneste
Identifikation af dinosaurspor har i årevis voldt forskerne store problemer. Aftrykkene er ofte deformerede, ufuldstændige eller delvist udviskede. Tidligere afhang meget af den enkelte specialists erfaring, hvilket skabte grobund for uenigheder og fejlfortolkninger.
Et forskerhold fra Universitetet i Tübingen, Universitetet i Manchester og Berlins Museum für Naturkunde besluttede at løse problemet ved hjælp af kunstig intelligens. Resultatet blev applikationen DinoTracker, hvis hjerte er en avanceret machine learning-algoritme.
DinoTracker er trænet på over 2.000 trefingrede fodaftryk fra hele kloden, dateret til perioden 200–145 millioner år tilbage, og grupperer dem selv ud fra formlighed.
Systemet analyserer formen på dinosaurers fodaftryk uden forudgående etiketter eller beskrivelser. I stedet for at støtte sig til eksperters klassifikationer fokuserer det udelukkende på sporets geometri. Hvert aftryk omdannes til et sæt punkter og linjer: tåernes orientering, hælens længde og hele podens proportioner. Algoritmen overfører disse data til et ottedimensionalt formrum, hvor lignende aftryk ligger tæt på hinanden, og tydeligt forskellige spor befinder sig langt fra hinanden.
Sådan virker det i praksis på din telefon
Brugeren kan tage et foto af et spor i klippen eller tegne dets kontur direkte i appen. AI'en finder automatisk referencepunkter, sammenligner billedet med databasen over kendte aftryk og placerer det i det rette cluster i formrummet.
- Du tager et foto eller en skitse af aftrykket
- Applikationen registrerer form og proportioner
- AI'en søger efter de mest lignende spor i databasen
- Du modtager en lighedsvurdering og en placering på "kortet" over alle kendte spor
I tests med velbevarede aftryk var DinoTracker enig med eksperternes vurderinger i cirka 90 procent af tilfældene. For paleontologer er det et markant skridt mod mere ensartede og sammenlignelige analyser – fri for de forskelle, der opstår på grund af den enkelte forskers skole eller vaner.
Kunstig intelligens lærer, hvordan dinosaurer gik
Den anvendte metode tilhører kategorien uovervåget læring. Det betyder, at algoritmen ikke på forhånd får besked om, hvilket dyr der har efterladt et bestemt aftryk. I stedet finder den selv grupper af lignende former, og først bagefter fortolker forskerne, hvad disse grupper betyder.
For at gøre programmet mere robust over for beskadigede aftryk genererede forskerne over 10.000 kunstige varianter af sporene. De udvidede dem virtuelt, slettede dele af tæer, roterede hele poten og simulerede deformationer forårsaget af dyrets vægt og forskelligt underlag. Algoritmen skulle lære at genkende, at det stadig var "den samme type" aftryk, blot i forvansket form.
AI'en spørger ikke, hvilken art aftrykket skal passe til. Den grupperer først og fremmest ud fra form, hvilket begrænser risikoen for at gentage fejl fra gamle sporkataloger.
Programmet valgte i sidste ende otte nøgleparametre til at beskrive podens geometri – herunder tålængder, bredden af tåspredningen og forholdet mellem forreste og bagerste del af aftrykket. På baggrund af disse parametre dannes "sporets familier", som dernæst udgør fortolkningsmateriale for paleontologer.
Kontroversielle konklusioner fra meget gamle aftryk
Den største opsigt skabte analyserne af spor, der er over 210 millioner år gamle og stammer fra triasperioden. AI'en viste, at nogle af dem er forbløffende lig nutidens fugles fodaftryk: slanke, trefingrede, med tydelig symmetri og lille tåspredning.
For forskerne åbner det to centrale muligheder. Enten rækker begyndelsen på den evolutionære linje, der fører til fugle, meget længere tilbage i fortiden, end man hidtil har antaget. Eller også udviklede visse kødædende dinosaurer allerede i tidlig trias fødder, der funktionelt var næsten uadskillige fra fuglenes – selv om fuglene selv dukkede op langt senere.
Kontinuiteten i visse podeforme fra trias og frem til senere perioder tyder på en gradvis bevægelse hos nogle dinosaurer i retning af den "fuglelignende" fodsmodel.
Sammenligningen på tværs af geologiske perioder afslører en kontinuitet i bestemte aftrykstyper. Man kan følge en linje af former, der med tiden i stigende grad minder om bevægelsesmønsteret hos nutidens fugle – lette, tokyttede væsener, der løber på forlængede baglemmer.
Telefonen i lommen som videnskabeligt redskab
DinoTracker er ikke skabt udelukkende til en snæver kreds af specialister. Udviklerne ønsker, at applikationen når ud til geologientusiaster, turistguider og folk, der besøger steder med blotlagte klipper. En smartphone er alt, hvad der skal til for at bidrage til forskning i forhistorien.
Hvert indsendt foto kan – efter indledende verificering – berige den centrale database. Når systemet genkender, at et nyt aftryk "passer" til en kendt type eller udgør et interessant og usædvanligt tilfælde, sendes det videre til dybere analyse. Databasen vokser løbende med aftryk fra nye lokaliteter, hvilket øger chancerne for at opdage sjældne former.
| Hvad DinoTracker giver forskere | Hvad det giver brugere i felten |
|---|---|
| Standardiserede data om sporformer | Information om, hvorvidt sporet ligner kendte dinosauraftryk |
| En enorm, voksende database med aftryk fra hele verden | Følelsen af at deltage i ægte videnskabelig forskning |
| Mulighed for at teste hypoteser om dinosaurers bevægelse og evolution | Motivation til at kigge grundigere på stenene under fødderne |
Denne form for samarbejde er særligt værdifuld i regioner, hvor specialister i fossile spor er mangelvare. En lokal lærer, skovfoged eller turist kan støde på et vigtigt aftryk, og AI'en kan hjælpe med en foreløbig klassifikation og videresende det til eksperter.
Hvad kommer næst: fra fodspor til andre fossiler
Skaberne af DinoTracker annoncerer, at dette kun er det første skridt. Den samme fremgangsmåde til formanalyse kan overføres til andre typer fossiler. Algoritmen kan trænes til at genkende mønstre på fossile planteblade, spor efterladt af leddyr eller knoglefragmenter, der ikke umiddelbart lader sig forbinde med et komplet skelet.
De voksende digitale samlinger af aftryk vil desuden lette bevaringen af den geologiske arv. Selv hvis en naturlig klippeeksponering ødelægges, vil en præcis model af sporets form være gemt i databasen. Fremtidige forskere vil stadig kunne arbejde med den, sammenligne den med nye fund og analysere den med stadig mere avancerede AI-værktøjer.
For lægfolk kan historien om det ottedimensionale formrum lyde abstrakt, men i virkeligheden handler det om noget meget håndgribeligt: måden en fod rører underlaget på. Hos en høne, en måge eller en spurv ser man forlængede tæer, lille spredning og en måde at sætte poten på "tåspidserne". AI'en dokumenterer, at et lignende "bevægelses-fingeraftryk" optræder i meget gamle klipper, hvor små, smidige dinosaurer én gang løb.
Hvis du nogensinde støder på et mistænkeligt regelmæssigt spor i en sten, er der en god chance for, at det ikke blot er en kuriositet til et Instagram-foto. Med applikationer som DinoTracker kan du reelt bidrage til forståelsen af, hvor de fugle, der i dag sætter sig på din altan, kommer fra – og hvordan deres fjerne, dinosaurlignende fortid så ud.
