Séminaire Fellows - Identification par « deep learning » et réponses comportementales et physiologiques des manchots de Humboldt à un intrus
©MNHN - F.-G. Grandin
Par Yvon Le Maho et Víctor Planas-Bielsa, Fellows 2022
En utilisant la célèbre silhouette qui apparaissait comme un faucon ou une oie selon la direction de son mouvement, Konrad Lorenz et Nicolas Tinbergen ont été les pionniers de la réponse comportementale des oiseaux à un intrus. Pourtant, bien qu'ils aient obtenu le prix Nobel pour cette étude magistrale en éthologie, ils n'ont jamais été d'accord sur l'interprétation des données. En effet, la première difficulté à laquelle ils ont été confrontés est qu'ils ont dû s'appuyer sur la lecture de bagues ou de balises afin d'étudier les réponses individuelles des oiseaux à l'intrus. Ils ne pouvaient donc pas s'affranchir des perturbations dues à la présence humaine. De plus, à l'époque, il n'était pas encore possible de surveiller simultanément les réponses physiologiques et comportementales des oiseaux, et donc d'étudier si, en fonction de leur personnalité, ils pouvaient se comporter différemment avec un stress physiologique similaire.
Le défi de notre Fellowship USIAS 2022 consistait à combiner nos expertises complémentaires en apprentissage automatique (Victor Planas-Bielsa) ainsi qu'en physioécologie et bio-logging (Yvon Le Maho) afin de résoudre ces problèmes.
Nous présentons donc un nouveau cadre basé sur l'apprentissage profond pour l'identification individuelle des animaux en utilisant uniquement des images avec une précision plus élevée et plus robuste que les algorithmes largement utilisés dans des conditions difficiles, telles que celles rencontrées dans les études de terrain. En outre, notre modèle apporte un score de confiance permettant d'évaluer si un individu observé a déjà été identifié ou représente un nouvel individu, offrant ainsi un outil précieux pour la surveillance et la recherche sur la faune. Nous le démontrons en testant de petits ensembles de données concernant deux espèces qui présentent des caractéristiques morphologiques distinctives : les manchots de Humboldt et les tortues d'Hermann.
En ce qui concerne la réponse physiologique à une menace, le seul moyen d'éviter les perturbations humaines est de surveiller la fréquence cardiaque. Cependant, jusqu'à récemment, la fréquence cardiaque ne pouvait être surveillée chez les animaux sauvages qu'à l'aide d'enregistreurs implantés ou d'enregistreurs externes munis d'électrodes tels que ceux utilisés pour les joggeurs. Dans les deux cas, il n'y avait donc aucun moyen de collecter les données sans aucune perturbation humaine. Or grâce à notre collaboration avec la société américaine Medtronic, nous avons pu innover en étudiant la réaction physiologique des manchots de Humboldt à l'approche d'un intrus à l'aide d'enregistreurs cardiaques implantés communiquant des données.
En utilisant des rovers télécommandés employant différents camouflages et modes d'approche, nous sommes donc capables de montrer les réponses comportementales et physiologiques des manchots de Humboldt à un intrus sans aucun biais dû à la perturbation humaine.
- Plus d'informations sur les deux Fellows et leur projet USIAS : Acquisition de données à distance dans les colonies de manchots.
