En maskine der studerer fodspor frem for knogler
Forskere fra Tyskland og Storbritannien har udviklet et værktøj, der kan analysere et dinosaurspor med samme præcision, som ansigtsgenkendelsesteknologi i moderne smartphones arbejder. Det overraskende resultat? I mange af de ældste fodspor genkender computeren noget bemærkelsesværdigt velkendt: formen på nutidens fuglefødder.
Klassisk palæontologi møder kunstig intelligens
De fleste forbinder palæontologi med møjsommeligt udgravningsarbejde og fossile skeletter. Men en enorm mængde viden om uddøde krybdyr gemmer sig i noget langt mere forgængeligt: fodaftryk i forhistorisk mudder, der i dag er størknet til sten. Disse spor er ofte beskadigede, forvrængede og nedbrudt af tid og vejr — og de har traditionelt været vanskelige at fortolke, selv for erfarne specialister.
Et forskerhold fra Tübingen Universitet gik sammen med kolleger fra Manchester og Berlins Museum für Naturkunde om at overlade disse udfordringer til kunstig intelligens. De udviklede en algoritme, der ikke behøver menneskelig vejledning om, hvordan et bestemt sportype "burde" se ud. Systemet ser udelukkende på form og finder selv mønstre.
Den kunstige intelligens analyserer tusindvis af dinosaurspor som fingeraftryk og grupperer dem efter reelle ligheder — ikke efter forskerens forudindtagede forestillinger.
Sådan fungerer DinoTracker: fra foto til ottedimensionalt rum
Kernen i projektet er en mobilapplikation kaldet DinoTracker, der er drevet af et neuralt netværk. Træningsdatabasen indeholder over 2.000 trefingrede fodspor fra hele verden, dateret til perioden fra cirka 200 til 145 millioner år siden. Forskerne reducerede først sporene til forenklede konturer, så algoritmen kun ser ren geometri — ikke stenens farve eller erosionsmærker.
Når en bruger fotograferer et spor eller indsender en skitse, identificerer systemet automatisk en række karakteristiske punkter, herunder:
- tåernes retning og placering,
- længden af den hællignende del,
- proportionerne mellem de enkelte tæer,
- sporets overordnede kontur.
På den baggrund omsætter algoritmen hvert fodspor til otte centrale formparametre. Dermed placeres sporet i et såkaldt morfologisk rum med otte dimensioner, hvor lignende spor havner tæt på hinanden, mens meget forskellige spor adskilles.
Det morfologiske rum fungerer i praksis som et kort over former, hvor hvert spor har sin egen adresse defineret af otte tal.
Denne analysemetode eliminerer situationer, hvor to eksperter når til vidt forskellige konklusioner om det samme aftryk. Under test nåede algoritmens overensstemmelse med specialisternes vurderinger op på omkring 90 procent for velbevarede spor — og maskinen arbejder altid konsekvent på nøjagtigt samme måde.
Læring uden etiketter: en AI der ikke kender dinosaurnavne
Det mest fascinerende ved DinoTracker er, at systemet ikke blev trænet på ekspertmærkede eksempler. I stedet anvendte forskerne såkaldt ikke-overvåget læring. Det betyder, at algoritmen aldrig fik information som "dette er et spor fra en bestemt art" eller "dette er et rovdyrspor". Den fik kun formen at se og skulle selv finde grupper af lignende aftryk.
For at gøre systemet robust over for skader og deformationer genererede holdet over 10.000 kunstige spor baseret på de ægte. De simulerede blandt andet:
- sløring eller delvis udviskning af en tå,
- udvidelse af hele aftrykket, som hvis dyret trådte i blødt underlag,
- rotation af sporet i forskellige vinkler,
- mindre deformationer svarende til, at jorden sank under dyrets vægt.
Takket være denne træning håndterer algoritmen også stærkt ufuldkomment materiale — præcis det slags, man oftest støder på i felten. I stedet for at spørge "er dette med sikkerhed et kendt dinosaurspor?" stiller systemet spørgsmålet: "Hvilke andre spor ligner dette mest?"
Spor fra 210 millioner år siden minder om nutidens fuglefødder
Da forskerne placerede spor fra forskellige geologiske perioder i det morfologiske rum, begyndte interessante mønstre at træde frem på kortet. Det mest opsigtsvækkende var en gruppe meget gamle aftryk — over 210 millioner år gamle — der i algoritmens analyse havnede overraskende tæt på spor forbundet med fugle.
Disse ældgamle spor deler flere træk med det, vi kender fra fortove i parker, hvor duer og måger spadserer:
- en smal, trefingret form,
- tydeligt fremtrædende tåprofiler,
- proportioner der adskiller sig markant fra de tungere, bredere spor fra store planteædende dinosaurer.
Fundet understøtter idéen om, at forbindelsen mellem dinosaurer og fugle rækker langt dybere tilbage i tid, end mange tidligere antog. Fodaftrykket som biologisk vidne viser sig at rumme information, der kan konkurrere med selve knoglerne.
Hvad betyder det for fremtidig forskning?
DinoTracker åbner op for en ny tilgang til studiet af forhistorisk liv. Systemet kan bruges direkte i felten via mobiltelefon, hvilket betyder, at selv et spor fundet af en amatørforsker hurtigt kan sammenlignes med tusindvis af eksempler i databasen. Det demokratiserer palæontologisk forskning på en måde, der tidligere var utænkelig.
Desuden giver den konsistente, bias-fri analyse mulighed for at genvurdere spor, der tidligere blev fejlklassificeret af menneskelige eksperter. Med over to årtiers fossil spordata tilgængeligt globalt er potentialet for nye opdagelser betydeligt — og sammenligningen med fuglesporets geometri er blot det første overraskende resultat.
