นักวิจัยคิดค้น “'DinoTracker” แอปฯ AI วิเคราะห์สายพันธุ์จากรอยเท้าไดโนเสาร์

เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) กำลังเข้ามาปฏิวัติวงการบรรพชีวินวิทยา เมื่อทีมนักวิจัยนำโดยศูนย์วิจัยเฮล์มโฮลทซ์ (Helmholtz-Zentrum) จากประเทศเยอรมนี ร่วมกับมหาวิทยาลัยเอดินบะระ (University of Edinburgh) จากประเทศอังกฤษ ได้ใช้ AI ในการพัฒนาแอปพลิเคชัน ไดโนแทร็กเกอร์ (DinoTracker) เพื่อระบุและจำแนกความแตกต่างของรอยเท้าไดโนเสาร์ได้อย่างแม่นยำ

ทำไมต้องมีแอปพลิเคชัน DinoTracker ?

เป็นเวลาหลายทศวรรษที่รอยเท้าไดโนเสาร์จำนวนมากถูกทิ้งไว้โดยไม่สามารถระบุชนิดที่แน่ชัดได้ เนื่องจากสภาพฟอสซิลที่เสื่อมโทรมหรือความคล้ายคลึงกันของโครงสร้างเท้า ทีมนักวิจัยนำโดย เกรกอร์ ฮาร์ตมันน์ (Gregor Hartmann) จากศูนย์วิจัยเฮล์มโฮลทซ์ ร่วมกับ ศาสตราจารย์ สตีเฟน บรูซัตตี (Stephen L. Brusatte) นักบรรพชีวินวิทยาชื่อดังจากมหาวิทยาลัยเอดินบะระ จึงได้พัฒนา AI อัจฉริยะขึ้นมาเพื่อเป็นนักสืบรอยเท้าไดโนเสาร์ 

โดยผลงานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารออนไลน์พีเอ็นเอเอส (PNAS: Proceedings of the National Academy of Sciences) หรือ วารสารของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐฯ เมื่อวันที่ 26 มกราคมที่ผ่านมา ภายใต้หัวข้อ Identifying variation in dinosaur footprints and classifying problematic specimens via unbiased unsupervised machine learning (การระบุความแตกต่างจากรอยเท้าไดโนเสาร์และการจำแนกตัวอย่างที่มีปัญหาผ่านการเรียนรู้แบบไม่มีผู้กำกับดูแล) ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญของการนำเทคโนโลยี AI มาใช้ในงานด้านบรรพชีวินวิทยาอย่างเป็นรูปธรรม

การทำงานของแอปพลิเคชัน DinoTracker

• เรียนรู้จากฐานข้อมูลขนาดใหญ่: AI ในแอปพลิเคชันนี้จะได้รับการฝึกฝนและเก็บข้อมูลจากภาพถ่ายรอยเท้าหรือฟอสซิลของไดโนเสาร์ของจริงเกือบ 2,000 รอยเท้า ผสานกับการจำลองภาพเสมือนอีกหลายล้านรูปแบบ เพื่อจดจำความบิดเบี้ยวของฟอสซิลในสภาพแวดล้อมที่ต่างกัน เช่น การบีบอัดของชั้นดิน หรือการเคลื่อนตัวของขอบรอยเท้า

• เจาะลึกจากคุณลักษณะสำคัญ: แทนที่จะดูแค่รูปร่างโดยรวมเพียงอย่างเดียว แต่ AI ในแอปพลิเคชันนี้จะเจาะลึกไปถึงคุณลักษณะสำคัญ เช่น การกางของนิ้วเท้า ตำแหน่งของส้นเท้า พื้นที่ผิวที่เท้าสัมผัสพื้นขณะก้าวและการกระจายน้ำหนักไปยังส่วนต่างๆ ของเท้า

• การวิเคราะห์ผล: เมื่อ AI จดจำความแตกต่างเหล่านี้ได้ ก็จะนำรอยเท้าไปเปรียบเทียบกับฐานข้อมูลฟอสซิลที่มีอยู่ เพื่อทำนายว่าไดโนเสาร์ชนิดใดเป็นเจ้าของรอยนั้น

โดยทีมนักวิจัยพบว่า อัลกอริทึมของ AI นี้ให้ผลการวิเคราะห์ที่แม่นยำถึง 90% แม้จะเป็นการทดสอบกับรอยเท้าของสายพันธุ์ที่ระบุยาก ซึ่งในอดีตมักเป็นประเด็นถกเถียงในหมู่ผู้เชี่ยวชาญว่าเจ้าของรอยเท้าคือใครกันแน่ แต่ AI สามารถก้าวข้ามความคลุมเครือเหล่านั้น ด้วยการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงลึกที่แม่นยำและเที่ยงตรงกว่าการใช้สายตาของมนุษย์เพียงอย่างเดียว

การค้นพบใหม่ครั้งสำคัญจากการใช้ DinoTracker

หนึ่งในไฮไลต์สำคัญจากการวิเคราะห์รอยเท้าด้วย AI คือ การค้นพบเบาะแสใหม่ของบรรพบุรุษนกจากรอยเท้าไดโนเสาร์หลายรอยที่มีอายุเก่าแก่กว่า 200 ล้านปี ซึ่งมีลักษณะและโครงสร้างเท้าเหมือนนกหรือสัตว์ปีก ทั้งในนกปัจจุบันและนกที่สูญพันธุ์ไปแล้วอย่างน่าประหลาด การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่า นกอาจถือกำเนิดขึ้นเร็วกว่าที่ทฤษฎีเดิมคาดไว้หลายสิบล้านปี หรืออีกนัยหนึ่งคือ ไดโนเสาร์โบราณบางชนิดมีวิวัฒนาการของเท้าที่บังเอิญไปคล้ายกับนกอย่างมากตั้งแต่ยุคแรกเริ่ม

นอกจากนี้ เทคโนโลยีดังกล่าวยังช่วยไขปริศนาที่ค้างคาใจนักบรรพชีวินวิทยามาอย่างยาวนาน เกี่ยวกับรอยเท้าลึกลับบนเกาะสกาย (Isle of Skye) ประเทศสกอตแลนด์ ซึ่งถูกประทับไว้บนชายฝั่งโคลนของทะเลสาบ (Lagoon) เมื่อประมาณ 170 ล้านปีก่อน โดย AI ระบุว่า รอยเท้าเหล่านั้นน่าจะเป็นของบรรพบุรุษสายตรงที่เก่าแก่ที่สุดของไดโนเสาร์ปากเป็ด (Duck-billed dinosaurs) ช่วยเติมเต็มช่องว่างทางประวัติศาสตร์ในยุคจูราสสิกตอนกลางที่เดิมทีมีหลักฐานเกี่ยวกับต้นกำเนิดของไดโนเสาร์กลุ่มนี้ค่อนข้างน้อย

ความสำเร็จในครั้งนี้ไม่เพียงแต่ช่วยให้นักวิจัยเข้าใจประวัติศาสตร์โลกได้ดีขึ้น แต่ยังเป็นต้นแบบในการใช้ AI ร่วมกับงานวิจัยด้านบรรพชีวินวิทยา ซึ่งในปัจจุบันเทคโนโลยีนี้เริ่มต้นจากการเป็นเครื่องมือสำหรับนักบรรพชีวินวิทยาและนักศึกษาเพื่อใช้ในภาคสนาม แต่ในอนาคตอันใกล้ ทีมวิจัยตั้งเป้าที่จะพัฒนาให้กลายเป็นเครื่องมือที่คนทั่วไปสามารถใช้งานได้ เพื่อเปลี่ยนให้สมาร์ทโฟนในมือของทุกคนกลายเป็นกล้องส่องย้อนเวลา ช่วยให้การเดินป่าหรือการท่องเที่ยวตามแหล่งธรรมชาติกลายเป็นการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่น่าตื่นเต้น