IA Supera Humanos na Análise de Rostos de Animais Para Estresse e Dor, Potencialmente Melhorando o Bem-Estar Animal

A IA está avançando na capacidade de interpretar expressões faciais de animais, oferecendo novas ferramentas para monitorar o bem-estar. Os sistemas de IA podem detectar sinais de estresse, dor e outros estados emocionais em várias espécies, potencialmente melhorando os padrões de cuidado, conforme relatado pela primeira vez por um relatório da Science.

Um desses sistemas, Intellipig, desenvolvido por pesquisadores da University of the West of England Bristol (UWE) e do Scotland’s Rural College (SRUC), está passando por testes em fazendas do Reino Unido.

Câmeras capturam os rostos dos porcos à medida que se aproximam dos cochos de alimentação todas as manhãs. Em menos de um segundo, a IA identifica os porcos individualmente e avalia suas expressões em busca de indícios de desconforto ou sofrimento, notificando os fazendeiros quando a intervenção é necessária.

“Essas ferramentas podem inaugurar uma nova era no cuidado com os animais, dando maior prioridade à sua saúde, bem-estar e proteção”, diz Melvyn Smith, um engenheiro de visão de máquina na UWE, conforme relatado pela Science.

O sistema depende do aprendizado profundo, uma técnica de IA que permite o reconhecimento de padrões. Ele alcançou uma taxa de precisão de 97% na identificação de porcos e é eficaz na detecção de estresse apenas através de características faciais.

O artigo explica que o treinamento de IA começa com a “marcação de pontos de referência”, onde os pesquisadores marcam pontos faciais chave – como as bordas dos olhos ou narinas – em milhares de imagens. Estes pontos formam um mapa facial, que a IA aprende a reconhecer mesmo em rostos parcialmente obscurecidos.

A IA então analisa as distâncias entre marcos para identificar expressões. Por exemplo, um gato com dor pode alargar o focinho, aumentando a distância entre as bordas da boca. Comparando essas mudanças com escalas de dor estabelecidas, a IA pode detectar dor com alta precisão.

Em 2023, Anna Zamansky, uma cientista da computação da Universidade de Haifa, e sua equipe conseguiram 77% de precisão na detecção de dor em gatos. De forma semelhante, Peter Robinson na Universidade de Cambridge desenvolveu uma ferramenta de IA que identificou ovelhas sofrendo de pododermatite ou mastite dentro de um rebanho.

No entanto, a Science observa que as aplicações de IA enfrentam limitações, incluindo a insuficiência de dados de treinamento de alta qualidade. “Não há tantas fotos de cães, gatos e ovelhas na internet”, observa Robinson, particularmente aquelas com indicadores emocionais claros. A IA também pode interpretar erroneamente expressões ao focar em características irrelevantes.

Para abordar preocupações sobre a natureza “caixa preta” da IA, a equipe de Zamansky usa ferramentas como o GradCAM para visualizar quais áreas faciais a IA prioriza. Suas descobertas sugerem que a região dos olhos é a mais informativa entre as espécies, conforme observado pela Science.

Pesquisadores estão agora incentivando a IA a interpretar emoções mais sutis, como felicidade, frustração ou medo. Brittany Florkiewicz, uma psicóloga evolutiva do Lyon College, catalogou 276 expressões faciais distintas em gatos, como também relatado anteriormente pela Science.

Colaborando com a equipe de Zamansky, ela está usando IA para analisar essas expressões, revelando sutis mimetismos entre gatos que muitas vezes sinalizam vínculo ou brincadeira.

A equipe de Zamansky também treinou a IA para diferenciar cães e cavalos “felizes” e “frustrados”. Em um experimento, a IA identificou corretamente o estado emocional de um cão 89% das vezes. Embora as taxas de sucesso para emoções mais complexas, como decepção, sejam menores, elas ainda superam a chance.

De maneira mais ampla, laboratórios e abrigos de animais poderiam usar a IA para rastrear a dor e os estados emocionais dos animais, diz Florkiewicz conforme relatado pela Science. Enquanto isso, as “fazendas inteligentes” – como as que estão sendo testadas na zona rural inglesa – visam fornecer cuidados personalizados aos animais por meio de monitoramento contínuo.

Por fim, Smith explica à Science que os sistemas de IA podem ajudar os criadores de porcos a garantir que seus animais não apenas vivam livres de estresse, mas também experimentem a felicidade.