ШІ навчили читати мову тіла котів: новий метод аналізу пози за відео

Коти — майстри маскувати дискомфорт. На відміну від собак, вони рідко показують біль явно, покладаючись на ледь помітні зміни пози: трохи притиснуті вуха, опущений хвіст, зміна вигину спини. Людське око часто пропускає ці сигнали, особливо в завантаженій клініці. Дослідники з Бразилії та Іспанії запропонували рішення — автоматичну систему, яка аналізує позу кота з відео зі звичайної камери.

Як це працює

Система використовує кілька нейромереж: YOLO для виявлення кота в кадрі, DensePose для сегментації частин тіла та MMPose для визначення ключових точок. Додатково працюють дві легкі нейромережі: одна перевіряє, чи видно кота саме збоку, друга класифікує загальну позу. Потім геометричні алгоритми на основі правил перетворюють ці дані на конкретні показники.

Що саме вимірює система

З бічного зображення кота система генерує п'ять дескрипторів: загальну позу, нахил голови, нахил спини, вигин спини та положення хвоста. Саме ці параметри, за консультацією з біхевіористами, найкраще видно в сагітальній площині — тобто збоку. Фронтальні ракурси створюють зайві перешкоди та неточності.

Результати

Легкі нейромережі показали вражаючу ефективність: 92.6% точності для визначення бічного ракурсу та 93.1% для класифікації загальної пози. При цьому вони використовують у 38 разів менше параметрів, ніж базова модель VGG19 — це означає, що систему можна запускати на звичайному комп'ютері без потужного GPU.

Після фільтрації кадрів за якістю та ракурсом точність дескрипторів склала:

• нахил голови — 88%
• нахил спини — 95%
• вигин спини — 90%
• положення хвоста — 95.47%

У відеоекспериментах кількість придатних кадрів залежала від умов запису, особливо від того, наскільки часто кіт був видно збоку. Але навіть з відфільтрованих кадрів система точно визначала нахил голови, спини та хвоста.

Чому це важливо для практики

Зараз оцінка пози кота — це суб'єктивний процес, який залежить від досвіду спостерігача. Етограми існують, але їх рідко використовують у щоденній практиці через брак часу. Автоматична система може працювати постійно — у стаціонарі, вдома чи в клініці — і видавати стандартизовані дані, які не залежать від втоми чи досвіду лікаря.

Важливе застереження

Автори наголошують: система вимірює лише геометричні показники пози, а не біль чи стрес. Вони не стверджують, що певний вигин спини автоматично означає біль. Щоб пов'язати ці дескриптори з клінічними станами, потрібні додаткові дослідження з валідованими шкалами болю та стресу. Але як інструмент для об'єктивного моніторингу — це крок уперед.