9 Αυγούστου 2021
Καλύτερη προστασία της θαλάσσιας μεγαπανίδας χάρη στα κοινωνικά δίκτυα και την τεχνητή νοημοσύνη
Δύο ψηφιακά εργαλεία για την προώθηση της βιοποικιλότητας
Επιστήμονες από τρεις κοινές ερευνητικές μονάδες(MARBEC, ENTROPIE και LIRMM) μόλις δημοσίευσαν μια μελέτη που χρησιμοποιεί τις τελευταίες τεχνολογικές εξελίξεις για τον εντοπισμό χαρισματικών ειδών της θαλάσσιας μεγαπανίδας της Νέας Καληδονίας: ντιγκόνγκ, χελώνες και καρχαρίες.
Η μελέτη, με τίτλο “Exploiting social networks and deep learning to detect rare megafauna from video tracking”, δημοσιεύεται στο διεθνές περιοδικό Conservation Biology . Προέρχεται εν μέρει από το ερευνητικό πρόγραμμα Pelagic που χρηματοδοτείται από το Ίδρυμα για την Έρευνα στη Βιοποικιλότητα(FRB) στο πλαίσιο του Κέντρου Σύνθεσης και Ανάλυσης της Βιοποικιλότητας(Cesab).
Βασίζεται στη συλλογή εναέριων βίντεο που χρηματοδοτήθηκε από την Explorations de Monaco.
Η άνοδος της τεχνητής νοημοσύνης
Εδώ και αρκετά χρόνια, η βαθιά μάθηση αναπτύσσεται σε ένα ευρύ φάσμα τομέων.
Αυτή η μορφή τεχνητής νοημοσύνης που εφαρμόζεται στην αναγνώριση μοτίβων έχει γίνει βασικό εργαλείο για την αυτοματοποιημένη απομακρυσμένη παρακολούθηση πληθυσμών ζώων με τη χρήση φωτογραφιών, βίντεο ή ακόμη και ήχων.
Οι επιδόσεις και η ακρίβεια των αλγορίθμων αναγνώρισης ειδών εξαρτώνται από την ικανότητα εκμάθησής τους, δηλαδή από τον αριθμό και την ποικιλία των εικόνων με τις οποίες οι ερευνητές είναι σε θέση να τους τροφοδοτήσουν.
Για τα σπάνια και απειλούμενα είδη, τα προγράμματα εναέριας βιντεοσκόπησης αποδεικνύονται πολύ χρήσιμα για την απογραφή στην ξηρά, όπως συμβαίνει με τους ελέφαντες, και πρόσφατα επεκτάθηκαν στο θαλάσσιο περιβάλλον και την επιφανειακή μεγαπανίδα του, κυρίως τα θηλαστικά.
Παρακάτω, μια ομάδα δίπονγκων που εντοπίστηκαν κατά τη διάρκεια εναέριας έρευνας.
Οι φωτογραφίες και τα βίντεο τροφοδοτούν τη βάση δεδομένων.
Το θαλάσσιο περιβάλλον
Πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί η βαθιά μάθηση για σπάνια θαλάσσια είδη, όπως ο Δούγλαρος, ή αθόρυβα είδη, όπως οι καρχαρίες, για τα οποία υπάρχουν λίγες εικόνες;
Στη Νέα Καληδονία, η έρευνα επικεντρώνεται επί του παρόντος στους δίπονγκους, τους καρχαρίες και τις θαλάσσιες χελώνες, καθώς αποτελούν αντικείμενο ειδικών σχεδίων δράσης και προστασίας, στη διεπαφή μεταξύ πολιτικών, κοινωνικών, οικονομικών και περιβαλλοντικών ζητημάτων.
Η απόκτηση πολύ μεγάλων ποσοτήτων εικόνων για τη βελτίωση της απόδοσης των αλγορίθμων αυτόματης αναγνώρισης αποτελεί, επομένως, μεγάλη πρόκληση για τα είδη αυτά, για τα οποία η εναέρια παρακολούθηση εξακολουθεί να είναι περιορισμένη και να παρέχει μόνο μικρό αριθμό παρατηρήσεων.
Ξεκινήστε μια αναγνωριστική πτήση!
Συλλογή εικόνων από εναέριες υπερπτήσεις των ακτών της Νέας Καληδονίας, στις οποίες απεικονίζονται ορισμένα είδη της μεγαπανίδας.
Οι εικόνες αυτές τραβήχτηκαν με υδροπλάνα.
Απολαύστε την πτήση!
Η συμβολή των κοινωνικών δικτύων
Η πρωτοτυπία της προσέγγισης που παρουσιάζεται στην παρούσα μελέτη έγκειται στο ότι καταδεικνύει τη δυνατότητα των βίντεο που είναι διαθέσιμα στα κοινωνικά δίκτυα, ως συμπλήρωμα της εναέριας βιντεοσκόπησης, να βελτιστοποιήσει και να εκπαιδεύσει μοντέλα βαθιάς μάθησης για τον εντοπισμό της θαλάσσιας μεγαπανίδας.
Τα σπάνια ή απειλούμενα είδη της θαλάσσιας μεγαπανίδας προσελκύουν μεγάλη δραστηριότητα από το ευρύ κοινό στα κοινωνικά δίκτυα.
Αυτή η αυθόρμητη παραγωγή εικόνων και βίντεο ενθαρρύνεται από τη συνδυασμένη ανάπτυξη του οικοτουρισμού, των φθηνών ψηφιακών συσκευών, όπως οι κάμερες GoPro και τα drones, και του ευρυζωνικού διαδικτύου.
Μια άνευ προηγουμένου βάση δεδομένων
Στην παρούσα μελέτη, η οποία εφαρμόστηκε στον Ντιγκόνγκ της Νέας Καληδονίας, οι πόροι αυτοί χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία μιας άνευ προηγουμένου βάσης δεδομένων.
Περισσότερες από χίλιες εικόνες από έξι περιοχές του κόσμου που καλύπτουν την περιοχή εξάπλωσης του δίγκου συγκεντρώθηκαν στο διαδίκτυο.
Αυτές οι εικόνες από τα κοινωνικά δίκτυα έχουν περιορισμένη αξία για την επιτόπια παρακολούθηση, λόγω της έλλειψης ακριβών πληροφοριών γεωγραφικού εντοπισμού, αλλά το σημαντικότερο πλεονέκτημά τους είναι ότι συμβάλλουν στη δημιουργία μιας εμπλουτισμένης και στέρεης βάσης δεδομένων για τη βελτιστοποίηση των μοντέλων βαθιάς μάθησης και την αυτοματοποιημένη ανίχνευση των δίγκων.
Μια νέα μέθοδος υψηλής απόδοσης και ελπίδα για τη διατήρηση
Η μέθοδος αυτή κατέστησε δυνατή την ταχεία και ακριβή εναέρια παρακολούθηση των δίππων.
Πράγματι, το 80% των ατόμων που υπάρχουν στις εικόνες ανιχνεύονται με επιτυχία αυτόματα.
Προσφέρει έναν ισχυρό νέο τρόπο καταμέτρησης και χαρτογράφησης των νταγκόνγκ και άλλων χαρισματικών θαλάσσιων ειδών, με στόχο την αποτελεσματικότερη προστασία τους.
Συνδυάζοντας ψηφιακές τεχνολογίες και μαζικά δεδομένα από κοινωνικά δίκτυα, εντάσσεται στο ευρύτερο πλαίσιο της iEcology: τη μελέτη οικολογικών διεργασιών με τη χρήση διαδικτυακών δεδομένων που παράγονται για άλλους σκοπούς και αποθηκεύονται ψηφιακά.
Η μελέτη αυτή ανοίγει νέες προοπτικές για την παρακολούθηση τεράστιων θαλάσσιων οικοσυστημάτων σε μεγάλη χωρική κλίμακα.
