L'intelligenza artificiale arriva ufficialmente nella foresta tropicale per aiutare gli scienziati a capire meglio come pensano le scimmie. Un gruppo di ricercatori dell'Università di Emory e del Georgia Institute of Technology ha infatti sviluppato un sistema IA capace di riconoscere automaticamente i singoli cebi cappuccini che vivono in natura e di sottoporli a test cognitivi personalizzati attraverso un touchscreen. Il nuovo metodo, descritto sull'American Journal of Primatology, potrebbe cambiare il modo in cui vengono studiati i primati e altri animali in natura.
Finora gran parte delle ricerche sulle capacità cognitive degli animali è stata svolta in cattività, dove è possibile controllare quasi ogni variabile. Questo approccio permette di ottenere dati molto precisi, ma non sempre rispecchia il comportamento naturale degli animali. Studiare i primati direttamente in natura, invece, è molto più complicato: gli individui si muovono liberamente, il contesto cambia continuamente e diventa difficile realizzare e portare avanti esperimenti standardizzati.
CapuchinAI, l'IA che riconosce e studia le scimmie in natura
Per superare questo problema i ricercatori hanno creato CapuchinAI, una piattaforma compatta alimentata a batteria che combina riconoscimento facciale, computer e distributore automatico di cibo. Quando una scimmia si avvicina, una telecamera la identifica e il sistema propone sullo schermo un piccolo test. Se l'animale completa correttamente il compito riceve come ricompensa un pezzetto di banana essiccata.
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Nei primi test, svolti nella riserva forestale di Taboga, in Costa Rica, il sistema è riuscito a riconoscere i singoli cebi con un'accuratezza del 97%. Ancora più importante, gli animali hanno imparato rapidamente ad associare il touchscreen alla ricompensa, dimostrando che questo tipo di tecnologia può essere utilizzato facilmente anche in natura.
I cebi cappuccino studiati appartengono alla specie Cebus imitator. Sono piccoli primati diffusi in Centro America e già noti e molto studiati per la loro intelligenza, per la capacità di usare strumenti e la complessità delle loro relazioni sociali. Per questo rappresentano un modello ideale per studiare l'evoluzione delle capacità cognitive degli animali e in particolare delle scimmie, compresa la nostra.
Un sistema open source per tutti i ricercatori
Il sistema è costruito attorno a un Raspberry Pi, un piccolo computer grande circa la metà di uno smartphone, collegato a una webcam, a uno schermo tattile e a un distributore di cibo. Tutto il software è open source, quindi liberamente disponibile, e gli autori hanno pubblicato anche le istruzioni per costruire la piattaforma con materiali economici. L'obiettivo è infatti permettere anche ad altri gruppi di ricerca di adattare lo stesso metodo con altre specie di primati.
Per sviluppare il riconoscimento facciale, gli scienziati hanno invece utilizzato un modello di intelligenza artificiale addestrato con migliaia di fotografie e filmati di cebi. Successivamente il sistema è stato poi modificato per riconoscere automaticamente qualsiasi individuo si avvicinasse alla piattaforma e raccogliere nuovi video utili a migliorare continuamente il modello.
Durante la fase pilota hanno partecipato "spontaneamente" sedici scimmie. Alcune hanno imparato quasi subito che bastava toccare lo schermo per ottenere il premio, mentre altre hanno osservato i compagni prima di provarci a loro volto. C'è stato perfino chi ha scoperto che sfiorare il touchscreen con le labbra produceva lo stesso risultato. Queste differenze mostrano come ogni individuo abbia un proprio modo di affrontare e risolvere un problema, proprio come accade negli esseri umani.
L'IA sarà sempre più presente anche nello studio del comportamento animale
Nei prossimi anni i ricercatori utilizzeranno CapuchinAI per studiare aspetti ancora più complessi della mente dei primati, come la memoria, il controllo degli impulsi, la flessibilità mentale e la capacità di apprendere nuove informazioni. Poiché ogni scimmia della popolazione di Taboga viene osservata da anni, sarà possibile anche confrontare le prestazioni nei test con la storia e i risultati di ciascun individuo, cercando di capire quanto esperienze, ambiente e relazioni sociali influenzino lo sviluppo delle capacità cognitive.
Gli autori ci tengono a sottolineare però che l'intelligenza artificiale non sostituisce il lavoro dei primatologi e dei ricercatori sul campo. La tecnologia permette di raccogliere dati in modo più rapido e standardizzato, ma resta sempre fondamentale l'osservazione diretta degli animali nel loro ambiente naturale per interpretare davvero il loro comportamento.
L'IA sta del resto entrando in maniera sempre più prepotente nello studio del comportamento animale. Grazie all'intelligenza artificiale stiamo decifrando (e forse traducendo) il linguaggio dei capodogli, possiamo analizzare e riconoscere i canti degli uccelli e individuare comportamenti e vocalizzazioni che sfuggono ai nostri sensi. Se anche questo nuovo metodo verrà adattato con successo anche ad altre specie, potremmo capire meglio anche come si evolvono l'intelligenza, il comportamento e cosa passa per la mente dei primati.
