Біологія
Технології
Біологія
Технології

Мобільний додаток допоможе виявити біль у котів

Канадські розробники компанії Sylvester у співпраці з вченими розробили мобільний додаток Tably, який за допомогою камери допоможе вам визначити, чи добре себе почуває ваш кіт. Так нейромережі обробляють фото обличчя вашого улюбленця, та на основі розробленої вченими шкали для оцінки болю у котів, можуть підказати, чи не переживає тварина дискомфорт.

sylvester.ai

sylvester.ai

Як можна визначити, чи задоволений кіт життям?

Коти часто страждають від того, що ми не можемо визначити їхнє самопочуття. Наприклад, їм прописують менше знеболювальних порівняно з собаками, а все тому, що ми не маємо достатньо інструментів для оцінки болю у них. А коти схильні приховувати свої почуття, тому покладатися виключно на поведінку ветеринари не можуть. Однак, у котів, як і у людей, є міміка, за якою можна отримати інформацію про стан тварини. Так оскільки вираз обличчя можна оцінити за допомогою системи кодування лицевих рухів (Facial Action Coding System, FACS), яка вимірює кожний рух як «одиницю дії», шкала гримас для котів буде спрощеною оцінкою виразів обличчя, але безпосередньо пов'язаних з болем.

Подібне раніше створювали для мишей, пацюків, кролів, коней та ягнят, де шкала загалом включала від чотирьох до п'яти таких «одиниць дії» та за їхньою відсутністю (чи навпаки) визначала самопочуття тварини. З подальшим вивченням лицьової мускулатури розробили і подібну систему кодування лицевих рухів і для котів. У них вчені навчилися розрізняти больові відчуття на основі відстані між вухами і мордою, однак до шкали не потрапили вуса та очі, як це є для інших тварин. Також є інструменти оцінки болю на основі поведінки кота, але на думку вчених, шкали виразів обличчя набагато більше застосовні у клінічному контексті, бо сором'язлива кішка може зійти за хвору.

Вимірювання відстані між вухами та ширини очей для визначення настрою котів. Marina C. Evangelista et al. / Nature Scientific Reports, 2019

Вимірювання відстані між вухами та ширини очей для визначення настрою котів. Marina C. Evangelista et al. / Nature Scientific Reports, 2019

Що робить додаток?

Мобільний додаток Tably потребує від вас і вашого кота лише камери телефона чи планшета. Важливо, щоб зображення були добре освітленими, а обличчя кішки повністю потрапляло в об'єктив — для цього на екрані є морда намальованої киці, у яку потрібно вписати голову вашого кота. Далі алгоритм машинного навчання допомагає визначити, наскільки сильно кішка відчуває біль, оцінюючи положення вух, розріз очей (чи примружується кіт), положення вусів і голови, а також напруженість морди. У цьому алгоритму допомагає розробка канадських ветеринарів — шкала виразів обличчя, з якими можна зрозуміти, чи відчуває кішка біль. Ця шкала була опублікована 2019 року у журналі Nature Scientific Reports та врахувала не лише вуха для визначення самопочуття у котів, а й інші важливі для міміки частини обличчя. А оскільки це все ще візуальні маркери, алгоритми якнайкраще підходить для автоматизованого тлумачення даних. Так додаток підбирає відповідні точки на мордочці кішки, порівнює їх зі шкалою та у відсотках повідомляє про стан улюбленця.

Робота алгоритму, де він з оцінкою 0,94 впевнений, що котик почувається добре / Sylvester.ai

Робота алгоритму, де він з оцінкою 0,94 впевнений, що котик почувається добре / Sylvester.ai

Як працює шкала у додатку?

Для розробки шкали команда Монреальського університету на чолі з Мариною Євангеліста (Marina Evangelista) обрали 110 котів, де були і ті, що почувалися добре, і ті, що відчували біль. Більшість котів скаржилися на біль в животі та мали відповідні діагнози, як-то панкреатит, запальне захворювання кишківника та сечокам'яна хвороба. Шкала розроблялася на основі порівнянь зображень облич здорових і хворих котів. У вибірці були представлені різні породи, хоча більшість кішок були домашніми короткошерстими. Однак, важливо зазначити, що у вибірку не потрапили коти брахіцефальної породи (з вкороченою лицевою частиною) та з темною шерстю — на фотографіях з ними було складно визначити необхідні маркери. Але на думку вчених, цього можна уникнути, якщо використовувати камери з більшою роздільною здатністю. Так маркерами стали п'ять одиниць дії: розсунуті чи повернуті кінчики вух, примружені або ні очі, роздута або нормальна морда, положення вусів (вони можуть бути дибки), а також положення голови — чи нахилена вона. Положення вусів мало найнижчий відсоток розпізнавання алгоритмом — 10,2 відсотка зображень він не зміг проаналізувати за цією ознакою. Тоді як частота вибору «неможливо підрахувати бал» для морди, голови, вух і очей становила менше трьох відсотків. Успішність оцінки вчені порівняли із «еталоном» — шкалою, яка оцінює самопочуття котів за поведінкою.

Також раніше ми писали про те, як завоювати приязнь котів (потрібно повільно моргати), та як стримати у них інстинкт полювання, щоб зберегти біорізноманіття від шкоди, завданої котами. А розвінчати стереотипи про поведінку домашніх тварин можна у нашому матеріалі «Ласкава кішечка та злий пес — чи навпаки?».