Ученые создали реалистичный аватар целой макаки

Восприятие лиц у приматов изучено неплохо: например, в височной коре макак, шимпанзе, павианов, людей и игрунок есть зоны, которые реагируют в основном на лица, но не на тела или предметы. И настраиваются эти зоны на лица с самого рождения. Известно также, что одни нейроны реагируют на отдельные части лица, а другие — на мимику. Чтобы исследовать реакции макак на подвижные лица и сократить влияние посторонних стимулов, которые нередко есть на реальных видео, ученые ранее создали анимированные аватары лиц. Это помогло преодолеть эффект «зловещей долины» у макак: на реалистичные аватары они обращали почти столько же внимания, как на изображения лиц живых сородичей, в то время как на аватары без шерсти смотрели меньше. О восприятии движущихся тел приматами известно меньше, поскольку воссоздать движения обезьяны непросто. Использовать технологию захвата движений с физическими маркерами не получается: макаки сбрасывают их во время груминга. А ручная покадровая разметка заняла бы очень много времени: потребовалось бы расставить десятки меток на сотнях кадров для получения анимации длиной в несколько секунд. Ученые из Университетской клиники Тюбингена и Католического университета Лёвена во главе с Мартином Гизе (Martin A. Giese) смогли обойти эти ограничения и создали движущийся аватар макаки-резуса (Macaca mulatta). Для этого они поставили вокруг клетки с макаками восемь камер и записали на них 2,5 часа видео, из которых затем выбрали несколько отрезков — короткие ролики, где одна особь идет или разворачивается, и двухминутный, где две макаки занимаются грумингом. Каждая камера снимала с частотой 80 кадров в секунду, но ученым не пришлось размечать вручную все кадры со всех камер. Человек отмечал положение суставов (42 точки) в среднем на двух кадрах в секунду с двух камер, а затем программа проецировала эти точки на кадры с остальных шести. Полученные двухмерные координаты алгоритм Anipose с помощью пространственно-временной триангуляции превращал в трехмерные. Кадры, которые ученые не размечали, предсказывала нейросеть. Чтобы анимация была реалистичной, алгоритм соблюдал постоянство расстояний между суставами и плавность движений (координаты не могли меняться слишком сильно от кадра к кадру). Полученные трехмерные координаты ученые перенесли на готовую 3D-модель и получили реалистичный анимированный аватар. Траектории движения аватара и реальной макаки с видеоролика совпадали с погрешностью в 18–29 миллиметров. Тогда ученые показали восьми самцам макаки-резуса видео с реальными макаками и аватаром и отследили движение их глаз. Чтобы оценить реакцию макак именно на тело (без лица), лица макак на видео и лица аватаров сделали размытыми. Макаки фиксировали взгляд на силуэте настоящей обезьяны и аватара одинаковое число раз, если аватар был реалистичным — то есть с шерстью и текстурами. На проволочную модель обезьяны тоже обращали внимание. А вот на сером аватаре без цвета, шерсти и текстур макаки останавливались вдвое реже. Ученые заключили, что такой аватар вызывает у макак дискомфорт из-за эффекта «зловещей долины».