Sci-fibe illő módszerekkel mentenék meg a vadon élő állatokat

Egy csimpánzcsalád a fényképen a Kongói-medencében: egy mesterséges intelligencia algoritmus óránként akár 3000 kameracsapdakép elemzését is lehetővé teszi

A mesterséges intelligenciát a három legfontosabb feltörekvő természetvédelmi technológia egyikeként azonosították a tudósok, hiszen világszerte segíti a fajok védelmét. És bár a sci-fi filmek néha talán azt sugallják, hogy a mesterséges intelligencia (AI) az emberek végzetét jelentheti, a természetvédők mégis egyre gyakrabban fordulnak az irányába, mint egy innovatív technológiai megoldáshoz, ami segíthet a biológiai sokféleség válságának kezelésében és az éghajlatváltozás mérséklésében. A szakemberek most összeszedték ennek az öt legfontosabb módját.

Segítenek a biológiai sokféleség és a fajok megmentésében

A Wildlabs.net nemrégiben megjelent jelentése szerint a mesterséges intelligencia a három legfontosabb feltörekvő természetvédelmi technológia egyike. A dokumentum szerint a kameracsapdától a műholdképeken át a hangfelvételekig számos lehetőséget kínál.

A mesterséges intelligencia megtanulhatja, hogyan lehet azonosítani a fajokat, de azt is ki tudja válogatni, hogy mely fényképek mutatnak ritka fajokat

– írja a jelentés, amit a The Guardian online portál idéz. – Ez a technológia akár órákon át tartó helyszíni felvételeken kívül is képes beazonosítani egy állati hívást, ami pedig jelentősen csökkenti a létfontosságú természetvédelmi adatok gyűjtéséhez szükséges emberi munkát.

Egy csimpánzcsalád a fényképen a Kongói-medencében: egy mesterséges intelligencia algoritmus óránként akár 3000 kameracsapdakép elemzését is lehetővé teszi Forrás: ANPN-Panthera

A mesterséges intelligencia a szakemberek szerint segít megvédeni az olyan, változatos fajokat, mint a hosszúszárnyú bálnák, a koalák és a hópárducok, miközben támogatja a tudósok, kutatók és vadőrök munkáját a létfontosságú feladatokban, az orvvadászat elleni járőrözéstől kezdve a fajok megfigyeléséig.

A tanuláshoz, megértéshez és alkalmazkodáshoz algoritmusokat és modelleket használó, gépi tanulási (ML) számítógépes rendszerekkel a mesterséges intelligencia gyakran több száz ember munkáját képes elvégezni.

Emellett gyorsabb, olcsóbb és hatékonyabb eredményeket érhet el. A tudósok most összegyűjtötték azt az öt AI-projektet, amelyek nagyban hozzájárulhatnak a biológiai sokféleség és a fajok megmentéséhez.

Az orvvadászok hathatós megfékezése

A zambiai Kafue Nemzeti Park több mint 6600 afrikai elefántnak ad otthont. Miután 22 400 négyzetkilométeren terül el, így az orvvadászat megállítása óriási logisztikai kihívást jelent a szakembereknek. A park határában található Itezhi-Tezhi-tóban az illegális halászat is problémákat generál, ahol

az orvvadászok halásznak álcázzák magukat, hogy észrevétlenül, gyakran a sötétség leple alatt lépjenek be és hagyják el a parkot.

A Game Rangers International (GRI), a zambiai Nemzeti Parkok és Vadvilág Minisztériuma és más partnerek Connected Conservation Initiative nevű kezdeményezése mesterséges intelligencia segítségével tudta fokozni a hagyományos orvvadászat elleni erőfeszítéseket: egy 19 kilométer hosszú, virtuális kerítést hoztak létre az Itezhi-Tezhi-tavon.

Az automatizált riasztások azt jelentik, hogy mindössze néhány őrre van szükség az éjjel-nappali felügyelet biztosításához Forrás: Game Rangers International

Az infravörös (FLIR) hőkamerák éjjel-nappal rögzítenek minden, a parkba be- és kifelé haladót.

A 2019-ben telepített kamerákat az erdőőrök eddig manuálisan figyelték, hogy reagálni tudjanak az illegális tevékenység jeleire. A FLIR AI-t most arra képezték ki, hogy automatikusan észlelje a parkba belépő hajókat, növelve a hatékonyságot és csökkentve az állandó emberi felügyelet szükségességét.

Miután a hullámok és a repülő madarak is riasztást válthatnak ki, ezért az AI-t arra tanítják, hogy kiküszöbölje ezeket a hamis értékeket.

Régóta nem áll rendelkezésre elegendő erőforrás a védett területek biztosításához

– mondta Ian Hoad, a GRI speciális műszaki tanácsadója. – A mesterséges intelligencia megváltoztathatja a dolgokat, mivel képes figyelni az illegális hajóátlépéseket, és azonnal riasztani a ranger csapatokat.

Hozzátette: a technológia lehetővé teszi az őrök számára, hogy éjjel-nappal felügyeljék az Itezhi-Tezhi-tó túloldalán található hatalmas, illegális belépési pontot.

A vízveszteség nyomon követése

Brazília felszíni vizeinek több mint 15 százalékát veszítette el az elmúlt 30 évben; mindez azonban csak a mesterséges intelligencia segítségével derült ki.

Az ország folyóira, tavaira és vizes élőhelyeire egyre nagyobb nyomás nehezedik a növekvő népesség, a gazdasági fejlődés, az erdőirtás és az éghajlati válság súlyosbodó hatásai miatt.

A probléma mértékével azonban senki sem volt tisztában egészen tavaly augusztusig, amikor is az úgynevezett MapBiomas vízprojekt nyilvánosságra hozta eredményeit. A technológia több mint 150 ezer képet dolgozott fel, amelyeket a NASA Landsat 5, 7 és 8 műholdak készítettek 1985 és 2020 között a brazil területen.

A mesterséges intelligencia nélkül a kutatók nem elemezhették volna a vízváltozásokat országszerte a szükséges mértékben és részletességgel, amely különbséget tud tenni a természetes és az ember által létrehozott víztestek között.

Egy jaguár iszik a Pantanal vizes élőhelyek brazil részén, amely az elmúlt 30 évben felszíni vizének 74 százalékát vesztette el Forrás: Carl de Souza/AFP/Getty Images

Az Amazonas egyik fő mellékfolyója és a világ 10 legnagyobb folyója közé tartozó Negro folyó elvesztette a felszíni vizének 22 százalékát.

A Pantanal, a világ legnagyobb trópusi vizes élőhelye brazil része felszíni vizének 74 százaléka tűnt el. Az ilyen veszteségek pusztítóak nem csak a vadon élő állatokra és a természetre, hanem az emberekre nézve is.

A mesterséges intelligencia megdöbbentően tiszta képet adott nekünk

– mutatott rá Cássio Bernardino, a WWF-Brasil MapBiomas vízprojektjének vezetője. – Enélkül soha nem tudtuk volna, mennyire súlyos a helyzet.

Hozzátette: most lépéseket kell tenni annak érdekében, hogy leküzdjék azokat a kihívásokat, amelyeket a felszíni vizek elvesztése jelent Brazília hihetetlen biodiverzitása és közösségei számára.

Bálnák keresése mesterséges intelligenciával

A bálnák tartózkodási helyének ismerete az első lépés a védelmükre irányuló intézkedések, például a védett tengeri területek kialakítása kapcsán. Ezeket az állatokat ugyanis nagyon nehéz „vizuálisan" megtalálni a hatalmas óceánokban, ám jellegzetes énekük akár több száz kilométert is képes megtenni a víz alatt.

A National Oceanic and Atmospheric Association (Noaa) szervezet csendes-óceáni szigeteken folytatott vizsgálatai során akusztikus rögzítőket használ a tengeri emlőspopulációk megfigyelésére a távoli és nehezen megközelíthető szigeteken

– hangsúlyozta Ann Allen, a Noaa kutató oceanográfusa. – Tizennégy év alatt körülbelül 190 ezer órányi akusztikus felvételt gyűjtöttünk össze és rendkívül sok időbe telne, amíg manuálisan azonosíthatnánk a bálnák hangját.

A hosszúszárnyú bálnák énekét tudják beazonosítani Forrás: UWPhotog/iStock

A Noaa együttműködött 2018-ban a Google AI for Social Good bioakusztikai csapatával, amely során létrehoztak egy AI-modellt , amely képes felismerni a hosszúszárnyú bálna dalát.

Ez alapján be tudták azonosítani az állatok énekét a teljes adatkészlet kapcsán és meghatározták a jelenlétük mintáit a Hawaii-szigeteken és a Mariana-szigeteken.

A Kingman-zátonynál is találtak egy új bálnaéneket, ahol korábban soha nem dokumentálták ezeknek az emlősöknek a jelenlétét. A mesterséges intelligencia nélkül azonban nem jöhetett volna létre az adatok ilyen átfogó elemzése.

A koalák védelmében

Ausztrália koalapopulációja súlyosan csökken az élőhelyek pusztulása, a kutyatámadások, a közúti balesetek és a bozóttüzek miatt. Számuk és hollétük ismerete nélkül azonban nehéz megmenteni őket. Grant Hamilton, a Queenslandi Műszaki Egyetem (QUT) ökológiai docense szövetségi és a Landcare Australia finanszírozásával létrehozott egy természetvédelmi AI-központot a koalák és más veszélyeztetett állatok megszámlálására.

Drónok és infravörös képalkotás segítségével egy mesterséges intelligencia algoritmus gyorsan képes elemezni az infravörös felvételeket, majd meghatározza, hogy a hőjelzés koalát jelez-e.

Egy sérült koala és kölyke. Forrás: https://www.abc.net.au/news/2019-11-28/koala-rescued-bushfires-released-wild-recover-queensland-fires/11746968

Hamilton a 2019-es és 2020-as pusztító ausztrál bozóttüzek után használta először a rendszert a túlélő koalapopulációk azonosítására, különösen a Kenguru-szigeten.

A hatékony mesterséges intelligencia-algoritmusok képesek számtalan órányi videófelvétel elemzésére, és a sűrű bozótvidéken is beazonosítani a koalákat

– magyarázta Hamilton. – Ez a rendszer lehetővé teszi a tájgondozó csoportok, természetvédelmi csoportok és a fajok védelmével és megfigyelésével foglalkozó szervezetek számára, hogy Ausztráliában bárhol nagy területeket mérjenek fel, és visszaküldjék az adatokat hozzánk, ahol feldolgozzuk azokat.

Fajszámlálás mesterfokon

A kihalás szélén álló fajok megmentése óriási feladatnak számít a Kongói-medencében, amely a világ második legnagyobb esőerdője. Az Appsilon adattudományi vállalat a skóciai Stirling Egyetemmel és a Gabon Nemzeti Parkok Ügynökségével együttműködve

2020-ban fejlesztette ki az úgynevezett Mbaza AI képosztályozási algoritmust a biodiverzitás nagyszabású megfigyelésére Gabon Lopé és Waka nemzeti parkjaiban.

A természetvédők korábban automata kamerákkal rögzítették a fajokat, köztük az afrikai elefántokat, gorillákat, csimpánzokat és tobzoskákat, de ezeket később manuálisan kellett azonosítani. A több millió kép besorolása hónapokba vagy évekbe telhet, pedig az országban havonta körülbelül 150 elefántot ejtenek el az orvvadászok. Az idő tehát kulcsfontosságú.

Egy afrikai aranymacska, amelyről rejtőzködő életmódja miatt nagyon keveset tudunk; egy automata kamera rögzítette Gabonban Forrás: ANPN-Panthera

Az Mbaza AI óránként akár 3000 képet is képes osztályozni és 96 százalékos pontosságú.

A természetvédők figyelemmel kísérhetik és nyomon követhetik az állatokat, és gyorsan észrevehetik az anomáliákat vagy figyelmeztető jeleket. Ez lehetővé teszi számukra, hogy szükség esetén gyorsan cselekedjenek. Az algoritmus offline módban is működik egy közönséges laptopon, ami hasznos olyan helyeken, ahol nincs vagy gyenge az internetkapcsolat.

Sok közép-afrikai erdei emlőst fenyeget a fenntarthatatlan kereskedelem, a földhasználat változásai és a globális klímaválság

– emelte ki Dr. Robin Whytock, a Stirlingi Egyetem posztdoktori kutatója. – Az Appsilon Mbaza AI alkalmazáson végzett munka lehetővé teszi a természetvédők számára, hogy gyorsan azonosítsák a biológiai sokféleséget fenyegető veszélyeket és reagáljanak rájuk.

A projekt 200 kameracsapda kihelyezésével indult Gabonban, a Lopé és a Waka nemzeti parkokban, de azóta több százat telepítettek különböző szervezetek Nyugat- és Közép-Afrikában.