AI i paleontologins tjänst: vad DinoTracker kan göra
Ett nytt AI-drivet verktyg blickar in i avtryck som präglats i sten för mer än 200 miljoner år sedan – och hittar något remarkabelt bekant.
Forskare från Tyskland och Storbritannien har använt artificiell intelligens för att analysera dinosauriernas tassavtryck. Algoritmen jämför dem med tusentals andra spår och avslöjar förvånande kopplingar till nutida fåglars fotstruktur – och bjuder dessutom in vanliga smartphoneanvändare att delta i forskningen.
Att identifiera dinosauriespår har länge varit en utmaning för vetenskapen. Avtrycken är ofta deformerade, ofullständiga eller delvis slitna. Tidigare var mycket beroende av den enskilde expertens erfarenhet, vilket ledde till meningsskiljaktigheter och felaktiga tolkningar. Ett team från universiteten i Tübingen och Manchester samt Berlins Museum für Naturkunde bestämde sig för att lösa detta med hjälp av AI.
De skapade applikationen DinoTracker, vars kärna är en maskininlärningsalgoritm. Systemet analyserar formen på dinosauriernas tassavtryck utan förhandsdefinierade etiketter eller beskrivningar. Istället för att förlita sig på expertkommentarer studerar det uteslutande avtrykkets geometri.
DinoTracker lär sig av mer än 2 000 trebenta avtryck från hela världen, daterade till perioden 200–145 miljoner år sedan, och grupperar dem på egen hand utifrån formlikheter.
Varje spår omvandlas till en uppsättning punkter och linjer: tårnas orientering, "hälens" längd och hela tassens proportioner räknas in. Algoritmen överför dessa data till ett åttadimensionellt formrum. I detta abstrakta "landskap" placeras liknande avtryck nära varandra, medan tydligt annorlunda spår hamnar längre bort.
Så fungerar det i praktiken på din telefon
En användare av appen kan fotografera ett spår i berget eller rita dess kontur. AI:n identifierar automatiskt riktmärken, jämför bilden med databasen av kända avtryck och tilldelar den ett kluster i sitt formrum.
- Du tar ett foto eller skissar avtryckets kontur
- Appen analyserar form och proportioner
- AI:n söker de mest liknande spåren i databasen
- Du får en likhetspoäng och en ungefärlig placering på "kartan" över alla kända spår
I tester med välbevarade avtryck stämde DinoTracker överens med expertbedömningar i ungefär 90 procent av fallen. För paleontologer är det ett stort steg mot mer enhetliga och jämförbara analyser – utan skillnader som uppstår på grund av olika forskningstraditioner eller individuella vanor.
Artificiell intelligens lär sig hur dinosaurier gick
Metoden som används kallas oövervakad inlärning. Det innebär att algoritmen inte får information i förväg om vilket spår som tillhör vilken art. Istället söker den själv efter grupper av liknande former, och först därefter tolkar forskarna vad dessa grupper betyder.
För att göra programmet mer robust mot skadade avtryck genererade forskarna över 10 000 artificiella varianter av spår. De vidgade dem digitalt, slipade bort delar av tårna, roterade hela tassen och simulerade deformationer orsakade av djurets kroppsvikt och olika underlag. Algoritmen fick lära sig att känna igen att det fortfarande rörde sig om "samma typ" av avtryck, bara i förändrad form.
AI:n frågar inte vilken art ett avtryck ska tillhöra. Den grupperar uteslutande efter form, vilket minskar risken att gamla felaktigheter i historiska spårkataloger upprepas.
Slutligen valde programmet ut åtta nyckelparametrar som beskriver tassens geometri – såsom tålängder, bredden på spridningen och proportionerna mellan avtrykkets fram- och bakparti. Utifrån dessa skapar det "familjer" av spår, som sedan paleontologerna tolkar vidare.
Kontroversiella slutsatser från mycket gamla avtryck
Det som väckte störst uppståndelse var analysen av spår som är äldre än 210 miljoner år, alltså från triasperioden. AI:n visade att en del av dessa är anmärkningsvärt lika nutida fåglars fotsuleavtryck: smala, trebenta, med tydlig symmetri och litet avstånd mellan tårna.
För forskarna öppnar detta två huvudsakliga möjligheter. Antingen sträcker sig den evolutionära linjen som leder till fåglar betydligt längre tillbaka i tiden än man hittills antagit. Eller så utvecklade vissa köttätande dinosaurier redan under tidig trias fötter som i funktion var nästan oskiljaktiga från fåglars – trots att fåglarna själva dök upp mycket senare.
Att liknande tassformer återfinns kontinuerligt från trias och framåt tyder på att en del dinosaurier successivt rörde sig mot en "fågelliknande" fotmodell.
En jämförelse av olika geologiska perioder avslöjar en tydlig kontinuitet i vissa typer av avtryck. Man kan spåra en linje av former som med tiden allt mer påminner om rörelsemönstret hos dagens fåglar – lätta, tvåbenta och springande på förlängda bakben.
Telefonen i fickan som vetenskapligt verktyg
DinoTracker är inte enbart skapad för en liten grupp specialister. Skaparna vill att appen ska nå geologientusiaster, turistguider och besökare på platser med blottlagd berggrund. En smartphone räcker för att bidra till forskning om förhistorien.
Varje inskickat foto kan, efter en inledande granskning, berika den centrala databasen. När systemet känner igen att ett nytt spår "passar" en känd typ eller utgör ett ovanligt fall skickas det vidare för djupare analys. Med tiden växer databasen med avtryck från nya platser runt om i världen, vilket ökar chansen att fånga upp sällsynta former.
| Vad DinoTracker ger forskarna | Vad det ger fältanvändarna |
|---|---|
| Standardiserade data om spårformer | Information om huruvida ett spår liknar kända dinosaurieavtryck |
| En stor och växande global databas | Känslan av att delta i riktig vetenskaplig forskning |
| Möjlighet att testa hypoteser om dinosauriers rörelse och evolution | Motivation att titta noggrannare på berget under fötterna |
Den här formen av samarbete är särskilt värdefull i regioner där det saknas experter på fossila spår. En lokal lärare, skogsarbetare eller turist kan råka på ett viktigt avtryck, och AI:n hjälper till att preliminärt klassificera det och vidarebefordra det till specialister.
Nästa steg: från tassavtryck till andra fossil
Skaparna av DinoTracker meddelar att detta bara är ett första steg. Samma formanalysmetod går att applicera på andra typer av fossil. Algoritmen kan tränas att känna igen mönster på fossila växters blad, spår efter leddjur eller benfragment som är svåra att koppla till ett komplett skelett.
Växande samlingar av digitala avtryck underlättar också bevarandet av det geologiska arvet. Även om en naturlig bergexponering förstörs, finns det exakta formmönstret kvar i databasen. Forskare om tio eller femtio år kan fortfarande arbeta med det, jämföra det med nya fynd och analysera det med allt kraftfullare AI-verktyg.
För lekmän kan berättelsen om ett åttadimensionellt formrum låta abstrakt, men i praktiken handlar det om något mycket konkret: hur en fot möter marken. Hos en höna, en mås eller en gråsparv syns de förlängda tårna, det lilla spridningsavståndet och sättet att trampa på "tåspetsarna". AI:n visar att ett liknande "rörelseavtryck" återfinns redan i mycket gamla bergarter, där små och rörliga dinosaurier en gång sprang fram.
Om du någon gång stöter på ett misstänkt regelbundet spår i en sten är chansen stor att det inte bara är en kuriositet att fotografera. Med appar som DinoTracker kan du faktiskt bidra till förståelsen av hur fåglarna som sitter på din balkong idag uppstod – och hur deras avlägsna, dinosauriska förflutna såg ut.
