Все
Издания
Телеграм
Карта зообизнеса
Профиль
Сейчас Анна Фомина руководит проектом Российского научного фонда «Комплексный подход к выявлению проблемного поведения собак-компаньонов с использованием технологии искусственного интеллекта» (№24-28-01561), в котором с помощью технологий искусственного интеллекта команда учёных разрабатывает комплексный метод диагностики тревожности у собак-компаньонов. Наш сегодняшний разговор об этом.
Что такое тревожность у собаки и зачем её измерять
— Расскажите, в чём суть вашей работы.
— Примерно три–четыре года назад наши студенты стали постоянно спрашивать: как понять, что у собаки повышенная тревожность? При любом изменении поведения в первую очередь нужно исключать соматическую проблему: боль, начало заболевания —это зона ответственности ветеринарного врача. Но если собака здорова, а владелец сталкивается с тем, что она не остаётся дома одна, плохо управляется, проявляет агрессию, — как понять, что в основе именно тревожность?
Важно различать страх и тревожность. Страх — это когда собака понимает, чего боится и что с этим делать: можно убежать или, наоборот, напасть. Тревожность — это состояние неопределённости, когда у собаки нет алгоритма, нет опыта решения подобных ситуаций, и при этом нет уверенности в себе.
Ключевая проблема почти всегда лежит в области социализации. Цель нашего исследования — создать объективные маркеры, то есть измеряемые показатели, которые позволят отличать тревожную собаку от возбудимой или просто недопонятой владельцем.
Мы решили исходить из движения, потому что здесь можно измерить разные параметры:
- скорость движения;
- траекторию;
- «охват» пространства;
- число точек интереса, которые выбирает собака;
- как далеко она находится от владельца;
- как часто переключается между задачами;
- насколько она импульсивна.
Для этого мы анализируем видеозаписи, используя нейросеть YOLO восьмой версии, которую обучили считать нужные показатели.
Неожиданные маркеры
Параллельно мы добавили:
- кардиограмму;
- температуру внутреннего угла глаза и средней точки носа с помощью инфракрасной термографии (мы используем обычный инженерный тепловизор);
- ручной анализ мелких поведенческих признаков: морганий, облизывания, одышки, поднятия лапы и т. п.
Выяснилось, что у тревожных и возбудимых собак внутренние уголки глаз заметно «горячее», чем у спокойных, а средняя точка носа у спокойной собаки холодная, у тревожной и возбудимой — теплее. При этом у возбудимой собаки может быть тёплым весь нос, а у тревожной — в целом нос холодный, но средняя точка горячая. Такой «рисунок» тоже стал для нас маркером.
У тревожных собак мы видим чёткую корреляцию между участившимся пульсом, повышением температуры носа и ростом тревожности. У спокойных собак такой связи нет, но если она вдруг появляется, у них это скорее маркер агрессии, а не тревоги. Собака расплачивается за хроническую тревожность не только поведением, но и состоянием нервной и сердечно-сосудистой системы.
Когда наше исследование посетила Валентина Николаевна Буркова, старший научный сотрудник Института этнологии и антропологии им. Н. Н. Миклухо-Маклая Российской академии наук, и мы показали нашу процедуру исследования, в разговоре и обсуждении она предложила ценнейший маркер — расстояние от собаки до владельца. У мелких тревожных собак исследовательское поведение часто практически «выпадает»: они сидят прямо рядом с владельцем и не идут изучать территорию. А вот тревожная крупная, напротив, уходит дальше, чем просто возбудимая, — как будто пытается минимизировать контакт. Спокойная собака — и мелкая, и крупная — держится примерно на расстоянии 50–60 см, и это довольно стабильный показатель. Наконец, собака с повышенной возбудимостью, но без тревожности, наоборот, держится заметно дальше.
В России начали производить ветпрепарат с флураланером для защиты собак от блох и клещей
А начинали с кур
— Сколько же времени идёт работа по этому проекту?
— Непосредственно по текущему проекту — два года. До этого примерно полтора года занял «подготовительный» этап: мы пробовали применять технологии искусственного интеллекта к сельскохозяйственным животным и начинали анализировать вокализацию собак, чтобы понять эмоциональное состояние животного.
— Расскажите подробнее о работах с сельскохозяйственными животными.
— Мы оценивали поведение кур клеточного содержания на птицефабрике в реальном производственном цикле. Фиксировали, как птица ведёт себя в ответ на небольшие стрессовые воздействия, и смотрели, сможет ли система распознать эти изменения. Задача была в том, чтобы обучить нейронную сеть ловить именно мелкие поведенческие признаки — небольшие изменения движений, которые для человека незаметны, особенно когда в кадре несколько тысяч голов. Нейросеть может увидеть, что птицы стали двигаться чуть более или менее активно, и связать это с конкретным событием. Мы создавали мягкие, не мешающие производству стрессовые ситуации и отслеживали, как на них реагирует система.
Мировой контекст
— Перед началом работы вы изучали мировой опыт по тревожности и её диагностике. Что происходит за рубежом?
— За рубежом изучают всё: от коррекции поведения и работы с безнадзорными животными до юридических вопросов жестокого обращения и критериев для эвтаназии при тяжёлых поведенческих проблемах. В основе подхода часто лежит теория привязанности Мэри Эйнсворт: отношения человека и собаки рассматриваются через аналогию с диадой «родитель–ребёнок», очень многие паттерны похожи.
Много внимания уделяется концепции Пяти свобод животных и выросшей из неё концепции Пяти доменов. Изначально задачей концепции Пяти свобод животных является анализ определённой потребности, привлечение внимания к ней и её удовлетворение. Основными негативными факторами стали голод, жажда, боль, получение травм и увечий, заболевания, невозможность проявлять видотипичное поведение, страх и стресс. Концепция Пяти доменов позволяет учитывать, помимо физического неблагополучия, поведенческое и психологическое состояние и спрогнозировать на его основе отдалённые последствия.
Исследователи оценивают, как тревожность владельца отражается на собаке: например, нервный человек с высокими показателями нейротизма нередко «передаёт» это собаке. Изучают, как поведенческие проблемы связаны с травмами: на первом месте автотравмы и избиения людьми — вероятность таких событий выше у тревожных и сильно возбудимых собак.
Используют и искусственный интеллект, обычно оценивая по изменению двигательной активности, как собака выполняет задачу. Работ, где ИИ применяется для анализа именно связи «человек–собака», гораздо меньше. В России, к сожалению, научных работ по этой теме почти нет — в основном описания клинического опыта отдельными ветеринарными врачами и популярные материалы кинологов.
Чем отличается наш подход
— В чём отличие вашей работы от трудов зарубежных коллег, которые используют ИИ?
— Главное отличие в том, что мы изначально строили методику как комплексную оценку диады «владелец–питомец», а не только самой собаки. Причём изначально мы пытались анализировать проблемное поведение только со стороны собаки, но довольно быстро стало ясно, что без человека картину не собрать.
Мы разработали серию коротких тестов (5–7 минут каждая), где в каждой пробе есть элемент неопределённости:
- Собака приходит в незнакомую комнату, знакомится с ней и с владельцем в этой комнате — оцениваем исследовательское поведение.
- Смотрим их взаимодействие в паре.
- Владелец выходит, его место занимает незнакомый человек с опытом общения с собаками — оцениваем, как изменяется поведение.
- Собака остаётся одна в знакомой комнате без задач — классическая ситуация неопределённости «я не понимаю, что делать».
- Проверяем реакцию на громкие и тихие бытовые звуки (фен, пылесос, щелчок выключателя и др.).
В каждой пробе мы фиксируем двигательную активность, тепловизионные показатели, кардиограмму, мелкие поведенческие реакции и дополняем это опросниками владельца.
В итоге получаем целостный профиль спокойной, тревожной и возбудимой собаки, и эти профили значительно различаются.
Например, у спокойной собаки всё «среднее» — и скорость, и охват пространства, и количество переключений. У тревожной — низкая скорость и маленький охват, но очень высокая частота переключений: собака как будто на месте «суетится». У возбудимой собаки скорость и охват высокие, но по переключаемости она может быть похожа на спокойную.
Что получают владелец и клиницист
— Если представить, что методика уже внедрена в клиническую практику, как выглядит результат для владельца?
— Владелец получает цифровые показатели движения и тепловизионные данные, результаты опросника и пояснение, где именно «сидит» проблема.
Совсем не обязательно, что причина в «характере» собаки. Часто это:
- слишком жёсткий стиль общения владельца;
- наоборот, повышенная тревожность самого владельца и ограничение активности собаки;
- недостаток разнообразных прогулок;
- непонимание породных особенностей.
Иногда кажется, что собака агрессивна, а оказывается, что владелец сам боится других собак, и собака просто отражает его напряжение. В ряде случаев мы рекомендуем обратиться к ветеринарному врачу за курсом мягких успокаивающих средств, потому что без этого вывести собаку из состояния не получается.
Бывает и так, что проблемы нет: это просто нормальная породная черта, а владельцу нужно объяснить, что, например, любовь таксы к копанию и валянию «в зловонном» —это не расстройство, а типичное поведение.
Очень частая история — несогласованность действий двух владельцев: «мама запрещает всё, папа разрешает всё». Как для ребёнка это тяжело, так и для собаки. Причём у неё нет абстрактного мышления, она не может понять, почему сегодня можно, а завтра нельзя.
Перспективы внедрения методики
— Каковы перспективы внедрения вашего подхода в клиники вне ДГТУ?
— Технически всё уже возможно. У нас есть обученная нейросеть, есть методика анализа термограмм. Если понимать, какую задачу мы ставим, можно использовать и короткие видеозаписи — не часовые, как в исследовании, а, например, по 10 минут. Проблема в другом: нужна компетентная интерпретация. На данном этапе проекту всего два года, и говорить, что мы прямо сейчас готовы отдать «готовый продукт» клиникам, было бы нечестно. Мы активно апробируем методику на наших клинических базах, проводим обучающие лекции для ветеринарных врачей и интернов, показываем, на что обращать внимание на приёме.
Кроме того, данные зарубежных исследований нельзя просто перенести на российскую реальность — очень многое зависит от социального контекста, принятых норм обращения с животными, особенностей взаимодействия владельца, собаки и ветеринарного врача. Поэтому нам принципиально важно иметь свои данные по российским собакам.
Компетенции и просвещение
— Даже в Великобритании не так много ветеринарных специалистов, готовых говорить о зоопсихологии. Что у нас?
— У нас ситуация была долгое время ещё сложнее, но сейчас есть положительный сдвиг. Особенно важно, что запрос пришёл от ветеринарных врачей и студентов, а не сверху «от науки».
С точки зрения компетенций есть несколько проблем:
- Студенты и многие практикующие ветеринарные специалисты плохо работают с большими массивами данных.
- Им сложно формулировать задачи для IT-специалистов.
- Всё ещё живёт советская школа служебной кинологии, которая хорошо работает для поисковых и служебных собак, но плохо подходит для собак-компаньонов.
— Вы студентам читаете зоопсихологию на постоянной основе?
— Обязательно. У нас есть курс по этологии, зоопсихологии и тренингу, с акцентом именно на животных-компаньонах. В курсе нормальной физиологии для будущих ветеринарных врачей мы тоже обсуждаем, как физиологические нарушения могут проявляться в поведении и что настораживает на приёме.
О владельцах и ответственности
— Для владельцев самое сложное — принять, что ответственность за состояние собаки лежит на человеке. Очень показательный маркер: если в рассказе о собаке владелец всё время говорит «я» — «я не так сделал», «я упустил» — вероятность того, что проблему удастся решить, выше. Если звучит «она» — «она такая», «она виновата» — работать гораздо сложнее.
Есть и разница между подходом к крупным и мелким собакам. Крупных, понимая потенциальные последствия, часто «передавливают» — стилистика взаимодействия становится чрезмерно директивной, и собака отвечает тревожностью и агрессией. Мелким, наоборот, всё разрешают: «она же маленькая, что с неё взять». В итоге, по нашим данным, доля агрессивного поведения у мелких собак оказалась выше примерно на 40%.
Оставьте собаку собакой
— Мне очень близка мысль, которую я однажды услышала у Людмилы Максаковой: человеческому ребёнку нужно дать любовь и образование, всё остальное уже есть в нём самом.
Мне кажется, это в каком-то смысле применимо и к собакам. Им нужны любовь владельца, хорошая социализация, возможность по-настоящему изучать мир, наконец, как для человека, «дело жизни» — то, чем они могут заниматься.
Если мы перестанем навешивать на собаку свои ожидания и позволим ей быть собакой, многие поведенческие проблемы просто не будут возникать — и жить станет легче и людям, и их питомцам.
