AI智能猫砂盆数据可能为宠物健康提供有价值的洞察。

对猫主人来说，猫砂盆是个麻烦。但对科学家来说，它是信息的宝库。雀巢普瑞纳（Nestlé Purina PetCare）的一组研究人员决定将猫砂盆作为行为记录来研究：蹲下前的抓挠、转圈、掩埋的精确几何学。

科学家们精心构建了这些动作的字典——一个完整的"行为谱"（ethogram），即物种特异性行为的目录——然后识别了猫咪如厕习惯中的独特动作：梳理毛发、挖掘、嗅闻猫砂。

"我们确定了39种猫咪在猫砂盆中会做出的不同行为，并理解到，根据它们对猫砂盆的满意程度、周围环境和动态关系，这些行为会发生变化，"普瑞纳数字和AI产品开发总监Ragen McGowan说，她是最近发表在《应用动物行为科学》（Applied Animal Behaviour Science）上的一篇关于普瑞纳AI猫砂盆监测器开发论文的作者之一。"我们意识到这个行为谱可以成为了解它们健康状况的窗口。"

猫咪常见疾病包括糖尿病、肥胖症、肾脏疾病、甲状腺功能亢进、尿路感染等。研究人员希望通过训练人工智能系统学习猫咪在猫砂盆中的一切行为来预测和预防这些疾病。他们相信，AI可以在猫咪——永远坚忍和高冷的——出现症状之前很久就警告猫主人注意健康问题。

39种行为的诞生

但确定这39种行为类型并不容易。该项目始于2018年。团队从191只猫收集数据——140只在密苏里州的公司研究中心，51只在私人家庭中。研究人员在每个猫砂盆的四个角落放置了带有传感器的秤，可以检测到微小的重量和运动变化。然后他们对每次如厕进行了视频录制，以便人工智能将视觉数据与传感器记录的重量和运动数据相关联。

但要让AI做到这一点，科学家们首先必须生成行为谱。观看视频时，他们标记了每一个微小的推动和动作，仔细观察耳朵角度、胡须的聚拢或张开。如果你曾看过一只猫在确定一英寸猫砂之前精确地旋转三圈半，你就会开始理解这个研究过程——乘以数十万次。

"我们拍摄了超过30万段猫咪在不同场景中排泄的视频——单猫家庭、多猫家庭、各种类型的猫砂盆，"McGowan说。

团队然后将这些视频标签与重量和运动数据配对，以便AI能够区分一次快速的小便和一次深思熟虑的思考。"我们会与行为学家密切合作，讨论他们在视频中观察到的内容，然后我们必须开发数学方程，"AI产品开发经理Natalie Langenfeld-McCoy说。

从研究到产品

这些录音分析将成为普瑞纳Petivity智能猫砂盆监测器的基础，该产品于2022年发布，已进入超过10,000个家庭。该产品旨在当测量数据与某些猫咪疾病的已知模式匹配时提醒宠物主人，团队定期更新软件以提高准确性。

监测器滑入现有猫砂盆下方，可以识别家中的每只猫。"我们不仅可以使用它们的体重来区分，还可以使用它们在猫砂盆中的模式、一天中去的时间和正常习惯来创建我们所说的'爪印'或签名，"McGowan说。

团队打算让该工具传达猫咪遇到的问题，或在一切正常时为主人提供安心。

例如猫肾脏疾病，这种进行性疾病在早期阶段往往不被注意，但如果及早发现是可以治疗的。"到大多数宠物主人注意到行为变化时，肾功能损失将超过80%，而且无法逆转，"McGowan说。

科学验证

俄亥俄州立大学小动物内科专家和教授Jessica Quimby在她自己的猫肾脏疾病研究中使用Petivity监测器，最近发表了一篇论文，展示了基于监测器测量的临床相关结果。

"你可能看到的疾病发作的最早迹象之一，甚至在我们知道猫患有肾脏疾病之前，就是它们体重减轻和排尿增多，"Quimby说。"我们可以在Petivity数据上看到这些趋势出现。"她解释说，猫咪很擅长向照护者隐藏健康问题。

局限性与未来

智能猫砂盆确实有其局限性。"如果它们体重接近，并且有相似的排泄模式，那对系统来说是一个挑战，"Langenfeld-McCoy说。她建议一个系统供五只或更少的猫使用。

但AI能力的改进应该很快有助于区分相似的猫。"深度学习模型可以挑选出行为的微妙差异，这些差异可能我们甚至不知道存在，所以我们正在朝着这个方向发展，"她说。

虽然Petivity智能猫砂盆监测器已经上市三年，但团队等到拥有充足数据后才发表其科学发现。"智能"是那些引起怀疑的标签之一——智能烤面包机会发送过度焦虑的通知；智能冰箱会推销牛奶。所以当我们听到"智能猫砂盆"时，我们会想象一个自命不凡的家电。这项新研究是普瑞纳团队为用户和怀疑者拉开帷幕的一种方式，让猫主人来决定"智能"是否可以摘掉引号。