Riconoscere gli orsi bruni? Ci pensa l’intelligenza artificiale

Vi è mai capitato di vedere un animale, ad esempio una lucertola o un uccello, per diversi giorni di seguito e chiedervi se fosse sempre lo stesso? Di solito si riesce a riconoscerli poco per volta, armandosi di pazienza e spirito d’osservazione, grazie a qualche segno particolare sul corpo o alla forma e al colore. Farlo però su una popolazione di 150 orsi bruni distribuiti su 500 chilometri quadrati nel cuore dell’Alaska per scopi di ricerca è tutta un’altra storia. Per riuscire in questo arduo compito, i ricercatori del Politecnico Federale di Losanna EPFL e dell’Alaska Pacific University, negli Stati Uniti, si sono rivolti all’intelligenza artificiale, sviluppando algoritmi per riconoscere i grandi mammiferi.

Questo tipo di sistemi permette ai ricercatori di studiare gli animali nel loro habitat senza disturbarli. In genere si basano su caratteristiche estetiche ben visibili e uniche per ciascun individuo, come le strisce delle zebre o le macchie di leopardi e giraffe. Con gli orsi è molto più complicato e anche per gli esperti è difficile riconoscere i singoli individui a occhio nudo. Inoltre, a causa dei periodi di digiuno durante il letargo e dell’ingrassamento estivo, gli orsi vanno incontro a notevoli variazioni di peso, che rendono ancora più complesso riconoscerli nel corso degli anni, sia a vista sia attraverso l’analisi al computer. 

Il programma di intelligenza artificiale sviluppato dal gruppo di ricerca guidato da Alexander Mathis, professore al Brain Mind Institute e al Neuro-X Institute dell’EPFL, si chiama PoseSwin e si basa su caratteristiche facciali che variano molto poco durante la vita di un orso, come il muso, la fronte e la posizione delle orecchie. I risultati dello studio applicato sono stati pubblicati recentemente su Cell Current Biology.

L’Alaska è certamente il territorio ideale per questo tipo di studi, dato che ospita circa 30’000 esemplari di orso bruno, pari a oltre il 98% della popolazione statunitense della specie. Le 72’000 fotografie di 109 orsi diversi utilizzate per addestrare l’intelligenza artificiale provengono dalla riserva naturale McNeil River State Game Sanctuary. Qui, ogni anno, avviene il più grande raduno di orsi del mondo, con circa 150 esemplari attorno e dentro le acque del fiume McNeil, risalite dai salmoni per riprodursi. 

Il banchetto a base di salmone degli orsi nel fiume McNeil è uno spettacolo naturale incredibile, ma sono pochissime le persone che hanno potuto assistervi. L’accesso al sito, infatti, è fortemente controllato e durante il periodo estivo sono ammesse al massimo 10 persone al giorno, selezionate attraverso una lotteria gestita dallo Stato dell’Alaska. I fortunati hanno a disposizione quattro giorni per effettuare la propria visita, durante la quale devono campeggiare con mezzi propri in mezzo alla natura dopo aver raggiunto la riserva in idrovolante. 

Dopo aver testato l’algoritmo con gli orsi del McNeil River State Game Sanctuary, i ricercatori lo hanno messo alla prova anche con quelli del Katmai National Park and Preserve, un parco nazionale a circa 60 chilometri di distanza. In questo caso, però, non sono state utilizzate fotografie scattate da professionisti, ma immagini dei visitatori, nell’ambito di un vero e proprio progetto di citizen science. Il programma è stato in grado di riconoscere gli animali e di indicare dove si spostavano per cercare cibo. «Questo è un esempio concreto del potenziale del modello PoseSwin - afferma la ricercatrice dell’Alaska Pacific University Beth Rosenberg - in futuro, la tecnologia potrebbe essere utilizzata per analizzare le migliaia di foto scattate ogni anno dai visitatori e contribuire a costruire una mappa di come gli orsi bruni utilizzano questa vasta area». 

Dopo aver ampliato gli studi sugli orsi, i ricercatori puntano ora a estendere l’algoritmo anche ad altre specie. «Gli orsi sono forse la specie più difficile da riconoscere a livello individuale - spiega Alexander Mathis - Siamo partiti da loro proprio perché pensavamo che il nostro programma potesse poi essere adattato ad altre specie, dai topi agli scimpanzé, che sembrano presentare una variabilità visiva molto inferiore». 

Articolo alla trasmissione di Rete Uno “Passaggi” del 29 gennaio 2026