Oprogramowanie komputerowe pomoże w szukaniu skamieniałości.

Czy już niedługo nowe stanowiska paleontologiczne będą za nas odnajdywały komputery? (fot. Don Stewart)

Odnajdywanie skamieniałości ukrytych w skałach to pasjonujące, ale trudne i mozolne zajęcie. Być może w przyszłości paleontologów wspomogą technologie komputerowe, które same wskażą miejsca, gdzie przechowały się skarby z przeszłości.

Tak uważają naukowcy z amerykańskich uniwersytetów w Ann Arbor i St. Louis. Opracowali oni oprogramowanie, które wskazuje stanowiska ze skamieniałości. W tym celu wykorzystywane są sieci neuronowe.

Sieci neuronowe to algorytmy, których struktura i zasady działania oparte są na budowie neuronów oraz układu nerwowego na czele z mózgiem. Programy komputerowe tworzone z ich pomocą potrafią uczyć się same, analizując przykładowe dane dostarczane przez użytkownika.

W przypadku oprogramowania przygotowanego przez amerykańskich antropologów sieci neuronowe wykorzystywane są w następujący sposób:

  • za dane wejściowe służą obrazy satelitarne i zdjęcia lotnicze oraz informacje, które można z nich odczytać,
  • trenowanie sieci neuronowej umożliwiają lokalizacje kilku odkrytych wcześniej stanowisk z okazami paleontologicznymi,
  • oprogramowanie analizuje dane znanych miejsc z licznymi skamieniałościami, a następnie na tej podstawie szuka kolejnych,
  • lista lokalizacji wskazanych przez program komputerowych może zostać zweryfikowana w terenie przez paleontologów, oszczędzając im mnóstwo pracy.

Naukowcy zauważyli, że wiele stanowisk ze skamieniałościami jest do siebie bardzo podobna. Trzeba jedynie wychwycić te podobieństwa, a następnie odnaleźć inne miejsca o takiej samej charakterystyce.

Spostrzeżenie to nie jest nowe. Każdy poszukiwacz skamieniałości kieruje się doświadczeniem oraz intuicją, które pozwalają mu instynktownie znaleźć się tam, gdzie prawdopodobieństwo znalezienia okazów jest największe.

Nowe oprogramowanie jedynie automatyzuje decyzje podejmowane wcześniej w intuicyjny sposób. Jednak w sytuacjach, gdzie odkrycie jednego okazu może mieć fundamentalny wpływ na naukę, a dotychczasowe znaleziska są rzadkie i niekompletne, każda pomoc jest nieoceniona.

Taką dyscypliną jest paleaontropologia, na potrzeby której wykorzystane zostanie opisywany program. Naukowcy użyją go w Afryce Południowej, do poszukiwania stanowisk zawierających szczątki hominidów.

Niewykluczone, że za pomocą komputerowej aplikacji uda się dotrzeć do nowych znalezisk. Podczas pilotażowych prób przeprowadzonych na terytorium Stanów Zjednoczonych program poprawnie wskazał 79 procent miejsc, o których już wcześniej wiedziano, że zawierają one skamieniałości mezozoicznych ssaków. Co więcej, 99 procent z nowych stanowisk rzeczywiście zawierało szczątki kręgowców.

Źródło: R. Anemone, C. Emerson, G., 2011. Finding fossils in new ways: An artificial neural network approach to predicting the location of productive fossil localities. Evolutionary Anthropology: Issues, News, and Reviews 20, 5, 169-180. DOI: 10.1002/evan.20324.