Ett nytt AI-drivet verktyg granskar avtryck som pressats in i sten för över 200 miljoner år sedan – och hittar något förvånansvärt bekant i dem.
Forskare från Tyskland och Storbritannien har använt artificiell intelligens för att analysera dinosauriernas fotstämplar. Algoritmen jämför dem med tusentals andra spår och identifierar slående kopplingar till hur moderna fåglars fötter är byggda – och bjuder samtidigt in vanliga smartphoneanvändare att delta i utforskandet.
AI i paleontologins tjänst: vad DinoTracker kan göra
Att identifiera dinosauriespår har länge vållat forskare stora problem. Avtrycken är ofta deformerade, ofullständiga och delvis utslitna. Tidigare var mycket beroende av enskilda specialisters erfarenhet, vilket lätt ledde till meningsskiljaktigheter och misstag. Ett forskarlag från universiteten i Tübingen och Manchester samt berlinska Museum für Naturkunde bestämde sig för att lösa detta med hjälp av AI.
De skapade applikationen DinoTracker, vars hjärna utgörs av en maskininlärningsalgoritm. Systemet analyserar formen på dinosauriernas fotstämplar utan förutbestämda etiketter eller beskrivningar. Istället för att förlita sig på experters noteringar studerar det uteslutande spårets geometri.
DinoTracker lär sig från över 2 000 trebenta avtryck från hela världen, daterade till perioden 200–145 miljoner år tillbaka, och grupperar dem självständigt utifrån formlikhet.
Varje spår omvandlas till en uppsättning punkter och linjer: tåornas orientering, hälens längd och hela fotens proportioner räknas in. Algoritmen överför sedan dessa data till ett åttadimensionellt formrum. I detta abstrakta "landskap" placeras likartade avtryck nära varandra, medan tydligt avvikande hamnar längre bort.
Så här fungerar det i praktiken på din telefon
En användare kan fotografera ett spår i ett stenblock eller rita dess kontur direkt i appen. AI:n identifierar automatiskt referenspunkter, jämför bilden med databasen över kända avtryck och placerar det i rätt kluster i formrtummet.
- Du fotograferar eller skissar ett avtryck
- Appen fångar upp formen och proportionerna
- AI:n söker efter de mest likartade spåren i databasen
- Du får en likhetspoäng och en ungefärlig placering på "kartan" över alla spår
I tester med välbevarade avtryck stämde DinoTracker överens med experternas bedömningar i ungefär 90 procent av fallen. För paleontologer är det ett stort steg mot mer enhetliga och jämförbara analyser – utan de variationer som uppstår beroende på vilken forskningstradition eller vilka vanor en enskild forskare har.
Artificiell intelligens lär sig hur dinosaurier gick
Metoden som används tillhör det som kallas oövervakad inlärning. Det innebär att algoritmen inte i förväg får information som "det här är spåret från den arten" eller "det här från en annan". Istället söker den självständigt efter grupper av liknande former, och det är sedan forskarnas uppgift att tolka vad dessa grupper betyder.
För att göra programmet mer robust mot skadade avtryck genererade forskarna över 10 000 konstgjorda spårvarianter. De vidgade dem virtuellt, raderade delar av tåerna, roterade hela foten, och simulerade deformationer orsakade av djurets vikt och olika underlagstyper. Algoritmen måste lära sig att känna igen att det ändå rörde sig om "samma typ" av avtryck, om än förvrängt.
AI:n frågar inte vilket art ett avtryck ska tillhöra. Den grupperar uteslutande efter form, vilket minskar risken att gamla katalogfel fortplantar sig i analysen.
Slutligen valde programmet ut åtta centrala parametrar för att beskriva fotens geometri – såsom tålängder, bredden på tåspridningen och proportionerna mellan fotens främre och bakre del. Utifrån dessa skapar det "familjer" av spår som sedan utgör tolkningsmaterial för paleontologerna.
Kontroversiella slutsatser från mycket gamla avtryck
Det som väckte störst uppmärksamhet var analyserna av spår som är över 210 miljoner år gamla, det vill säga från triasperioden. AI:n visade att en del av dem är häpnadsväckande lika fötterna hos dagens fåglar: smala, trebenta, med tydlig symmetri och litet avstånd mellan tårna.
För forskarna öppnar detta för två huvudsakliga tolkningar. Antingen sträcker sig den evolutionära linjen som ledde till fåglar betydligt längre tillbaka i tiden än man tidigare antagit. Eller så utvecklade vissa köttätande dinosaurier redan under tidig trias fötter som i funktion var nästan oskiljbara från fåglarnas, trots att fåglarna dök upp mycket senare.
Att liknande fotformer återfinns kontinuerligt från trias och framåt tyder på att en del dinosaurier gradvis rörde sig mot en "fågelliknande" fotmodell.
En jämförelse av olika geologiska perioder visade på en tydlig kontinuitet i vissa spårtyper. Det går att urskilja en linje av former som med tiden alltmer liknar rörelsemönstret hos dagens fåglar – lätta, tvåbenta varelser som springer på förlängda bakben.
Telefonen i fickan som vetenskapligt verktyg
DinoTracker skapades inte enbart för en liten grupp specialister. Utvecklarna vill att appen når geologientusiaster, turistguider och personer som besöker platser med blottlagd berggrund. Det räcker med en smartphone för att delta i forskningen om förhistorien.
Varje inskickat foto kan, efter en inledande granskning, berika den centrala databasen. När systemet känner igen att ett nytt spår "matchar" en känd typ eller utgör ett intressant och ovanligt fall, skickas det vidare för djupare analys. Med tiden växer databasen med avtryck från allt fler platser runt om i världen, vilket ökar chanserna att fånga upp sällsynta former.
| Vad DinoTracker ger forskarna | Vad det ger användare i fält |
|---|---|
| Standardiserade data om spårformer | Information om huruvida spåret liknar kända dinosaurieavtryck |
| En stor och växande global databas med avtryck | Känslan av att delta i verklig vetenskaplig forskning |
| Möjlighet att testa hypoteser om dinosauriers rörelser och evolution | Motivation att titta noggrannare på stenarna under fötterna |
Den här typen av samarbete är särskilt värdefull i regioner där det saknas specialister på fossila spår. En lokal lärare, skogsarbetare eller turist kan råka stöta på ett viktigt avtryck, och AI:n kan hjälpa till att klassificera det preliminärt och leda det vidare till experter.
Nästa steg: från fotstämplar till andra fossil
Skaparna av DinoTracker meddelar att detta bara är början. Samma formanalysmetod kan tillämpas på andra typer av fossil. Algoritmen kan tränas att känna igen mönster på fossil från forntida växtblad, stigar lämnade av leddjur eller benfragment som inte enkelt kan kopplas till ett komplett skelett.
De växande digitala samlingarna av avtryck kommer också att underlätta bevarandet av det geologiska arvet. Även om ett naturligt bergblottat område förstörs, finns den exakta formmodellen av spåret kvar i databasen. Forskare om tio eller femtio år kan fortfarande arbeta med den, jämföra den med nya fynd och analysera den med allt kraftfullare AI-verktyg.
För lekmän kan hela berättelsen om ett åttadimensionellt formrum låta abstrakt, men i grunden handlar det om något mycket konkret: hur en fot tar i marken. Hos en höna, en mås eller en gråsparv ser man de utdragna tårna, det lilla tåavståndet och sättet att sätta ned foten "på tåspetsarna". AI:n visar att ett liknande rörelsemönster syns redan i mycket gammal berggrund, där små och snabbrörliga dinosaurier sprang fram.
Om du någon gång stöter på ett misstänkt regelbundet märke i en sten är chansen stor att det inte bara är en kuriositet att fotografera. Tack vare appar som DinoTracker kan du faktiskt bidra till förståelsen av var fåglarna som idag landar på din balkong kommer ifrån – och hur deras avlägsna, dinosauriska förflutna såg ut.
