IA e DinoTracker para interpretar pegadas de dinossauros

Há mais de um século, as pegadas de dinossauros são, ao mesmo tempo, um presente e uma dor de cabeça. Elas estão entre as evidências mais diretas de animais atravessando paisagens reais - mas também são famosas por desafiar interpretações.

Uma pegada não é apenas um “carimbo” do pé. Ela registra a lama macia sendo comprimida, os dedos deslizando, as bordas cedendo e, depois, a erosão que reescreve o contorno.

Por isso, pesquisadores podem analisar a mesma trilha de pegadas e ainda discordar se ela foi feita por um predador, por um herbívoro ou por algo entre esses extremos.

Um novo estudo indica que a inteligência artificial pode ajudar a colocar ordem nesse cenário.

Os cientistas criaram uma ferramenta chamada DinoTracker, um aplicativo para celular que permite enviar uma foto - ou até um esboço - de uma pegada de dinossauro e receber, de imediato, uma análise sobre que tipo de dinossauro pode tê-la produzido.

Pegadas de dinossauros confundem cientistas

Pegadas não fossilizam de maneira organizada e padronizada. Dois animais com a mesma anatomia nos pés podem deixar marcas bem diferentes dependendo do sedimento, da humidade, da velocidade do deslocamento e do quanto o chão deformou sob o peso.

Além disso, a pegada pode se alterar depois de formada. O sedimento pode se compactar, as bordas podem se desfazer e o intemperismo posterior pode apagar detalhes ou, ao contrário, acentuá-los.

Com esse nível de variação, a investigação tradicional de pegadas costuma depender do julgamento de especialistas e de comparações cuidadosas com exemplos já conhecidos.

Muitos métodos computacionais mais antigos também exigiam que os próprios pesquisadores montassem conjuntos de dados manualmente. Nesses conjuntos, as trilhas eram atribuídas a dinossauros específicos - uma etapa capaz de introduzir vieses ou reforçar pressupostos.

A IA foi treinada para “enxergar” a variação

A equipa responsável pelo DinoTracker foi liderada por pesquisadores de um Centro de Pesquisa Helmholtz em Berlim, em colaboração com colegas da Universidade de Edimburgo.

Em vez de tentar encaixar pegadas em categorias excessivamente arrumadas, eles treinaram os algoritmos para reconhecer como as marcas variam de forma realista.

A IA aprendeu com quase 2.000 pegadas fósseis reais, mas também foi treinada com milhões de variações simuladas, planejadas para imitar o que acontece na natureza.

Essas versões adicionais reproduziram efeitos como compressão, deslocamento das bordas e outras distorções. Mudanças assim podem fazer com que o mesmo tipo de pegada pareça diferente de um local para outro.

A partir daí, o sistema passou a priorizar um conjunto de características-chave que ajuda a distinguir os animais que deixaram as trilhas mesmo quando a marca não está perfeita.

A pesquisa descreve atributos como o quanto os dedos se afastam, onde o calcanhar se posiciona, o tamanho da área de contacto e como o peso aparenta se distribuir quando o pé toca o chão.

Quando a IA concorda com especialistas

Depois do treino, o modelo foi avaliado ao ser solicitado a prever qual dinossauro provavelmente fez uma pegada, comparando-a com trilhas fósseis já existentes.

Segundo a reportagem, o algoritmo alcançou cerca de 90% de concordância com as classificações feitas por especialistas humanos, inclusive em casos que normalmente geram controvérsia.

Isso não significa que a IA esteja “certa” de forma absoluta. Pegadas podem ser ambíguas, e a paleontologia costuma trabalhar com interpretações melhor sustentadas pelas evidências, e não com certezas.

Ainda assim, um sistema com esse desempenho pode servir como uma segunda opinião consistente e indicar quais trilhas merecem análise mais aprofundada.

Pegadas de dinossauros com aparência de aves

Uma das conclusões mais intrigantes surgiu a partir de pegadas muito antigas, com mais de 200 milhões de anos. A IA destacou várias trilhas que exibem traços incomumente semelhantes aos de aves, lembrando impressões associadas a aves extintas e atuais.

Os pesquisadores apontam duas possibilidades. Ou as aves podem ter surgido dezenas de milhões de anos antes do que muitas cronologias assumem, ou alguns dinossauros iniciais tinham pés que, por coincidência, se pareciam muito com os das aves.

O achado não encerra a discussão, mas reforça a ideia de que as pegadas podem conter sinais que vinham sendo subestimados.

As trilhas da Escócia são reavaliadas

O sistema também revisitou pegadas enigmáticas da Ilha de Skye, na Escócia. Essas marcas foram deixadas há cerca de 170 milhões de anos na margem lamacenta de uma lagoa e têm sido difíceis de atribuir, com confiança, a um grupo específico de dinossauros.

Os pesquisadores afirmam que a IA aponta como autores das trilhas alguns dos parentes mais antigos conhecidos dos dinossauros de bico de pato.

Se essa interpretação se confirmar, ela pode alterar a forma como os cientistas pensam sobre quando e onde essa linhagem começou a se espalhar.

Levar a IA para as pegadas reais

O DinoTracker não foi pensado apenas como demonstração de pesquisa; ele foi desenhado para um uso mais amplo. Pegadas são um dos tipos mais comuns de evidência de dinossauros que as pessoas encontram em campo, e uma ferramenta acessível pode ajudar tanto a ciência quanto o público.

Em ambiente de pesquisa, o aplicativo pode auxiliar a triagem rápida de grandes volumes de trilhas e a identificação de padrões entre diferentes locais. Na educação, transforma pegadas em algo interativo, em vez de apenas descritivo.

E, no trabalho de campo, oferece um meio rápido de testar hipóteses na hora - sobretudo em áreas onde a interpretação das trilhas, historicamente, dependia de quem estivesse presente e tivesse experiência.

“Este estudo é uma contribuição empolgante para a paleontologia e uma forma objetiva, orientada por dados, de classificar pegadas de dinossauros”, disse o paleontólogo Steve Brusatte, da Universidade de Edimburgo.

“Ele abre novas possibilidades empolgantes para entender como esses animais incríveis viviam e se moviam e quando grandes grupos, como as aves, evoluíram pela primeira vez.”

Transformar confusão em significado

É pouco provável que a pesquisa sobre pegadas de dinossauros seja totalmente resolvida por um aplicativo. Trilhas são confusas, e o passado não vem com etiquetas. Ainda assim, este estudo aponta algo valioso: uma ferramenta que trata a variação como informação, e não como ruído.

Se o DinoTracker conseguir reconhecer de maneira confiável como pegadas reais se deformam e, mesmo assim, conectá-las aos prováveis autores, isso pode acelerar pesquisas, ampliar a participação e levar debates a bases mais sólidas.

E talvez exista outro efeito: tornar o mundo antigo um pouco mais próximo. Uma pegada é um instante de contacto entre um animal e o chão sob ele.

Se conseguirmos ler esses instantes com mais clareza, ficamos mais perto de compreender como os dinossauros realmente viveram, se deslocaram e evoluíram.

Crédito da imagem: Tone Blakesley

O estudo completo foi publicado na revista PNAS.