حماة الكوكب
في شمال وسط كولومبيا، يعد وادي ماغدالينا الأوسط (MMV) موطنا لبعض التنوع البيولوجي الأكثر روعة في العالم.
يمتد هذا الوادي بين جبال الأنديز الوسطى والشرقية، وهو أمر بالغ الأهمية لسلامة كوكبنا. لكن المنطقة – المليئة بالغابات والأراضي الرطبة والسهول الفيضية – تواجه تحديات. تهدد إزالة الغابات والأنشطة البشرية الأخرى نظمها البيئية الفريدة، والتي لا يوجد الكثير منها في أي مكان آخر على وجه الأرض. كولومبيا هي ثاني أكثر الدول تنوعا بيولوجيا في العالم، ويوجد في MMV أكثر من 630 طائرا و120 من الزواحف و120 سمكة و50 برمائيا و50 من الثدييات و4000 نوع من النباتات الوعائية. كما أنها أرض شتوية للعديد من أنواع الطيور المهاجرة في أمريكا الشمالية.
من أرضية الغابة إلى أعلى قمة شجرة، تستخدم الكاميرات والميكروفونات التي تعمل بالطاقة الشمسية الذكاء الاصطناعي لمراقبة وإنقاذ النظم البيئية المهددة بالانقراض.
الصورة: Santiago Rosado
تعمل محمية El Silencio الطبيعية ومحطة الأبحاث، الواقعة داخل MMV في كولومبيا، كمركز تشغيلي لـ Fundación Biodiversa Colombia، وهي منظمة غير ربحية مكرسة للحفاظ على التراث البيولوجي والثقافي لكولومبيا. في محطة الأبحاث، أو المخيم الأساسي، يعمل فريق من علماء الأحياء داخل مقصورة شاهقة في الهواء الطلق تتكون من الخشب الخام والشاشات – يراقبون ويرصدون الحياة البرية باستمرار بنشاط وبشكل سلبي. تتولى مجموعة من الحراس المراقبة النشطة، والتي تشمل الصيانة والمراقبة داخل المحمية، وتتحكم شبكة من مصائد الكاميرا الصغيرة والميكروفونات في المراقبة السلبية.
كان التحدي الأكبر في المراقبة السلبية هو تحليل الكميات الهائلة من البيانات التي تجمعها الكاميرات والميكروفونات. منذ عام 2010، تم جمع المعلومات من محمية El Silencio الطبيعية كل 40 يوما إلى ثلاثة أشهر –مما أدى إلى إنشاء آلاف الساعات من التسجيلات التي تتطلب من المتخصصين الاستماع إلى أنواع معينة وتحديدها، وكان من المستحيل سماع كل شيء. ونظرا لأن العديد من الكاميرات والميكروفونات موجودة في مواقع بعيدة، فإن فحصها بشكل متكرر للتأكد من أنها تعمل بشكل صحيح ليس ممكنا دائما – وغالبا ما يتسبب في فقدان أجزاء ضخمة من البيانات. كما لم يتمكن الفريق من مشاهدة الحياة البرية أو الاستماع إليها في الوقت الفعلي. إذا نمت نبتة أمام الكاميرا، أو ماتت بطارية، أو استقرت حشرة داخل ميكروفون، فلن يدرك أحد ذلك إلا بعد أشهر.
“لدينا الكثير من المعلومات التاريخية التي يمكننا تحليلها لمعرفة المزيد عن هذا النظام البيئي. نحن نبذل قصارى جهدنا في تحليل البيانات التي لدينا، لكنها تستغرق وقتا طويلا حقا. كما يتطلب خبراء لتحديد الأصوات وأنواع معينة، وهذا أمر معقد للغاية”، على حد قول فرناندو أربيلايز، المدير العام، Fundación Biodiversa Colombia.
لكن هذا تغيّر – للأفضل. لأن Fundación Biodiversa أصبحت أول مشروع تجريبي لمشروع SPARROW.
الحفاظ على التنوع البيولوجي وحمايته
مشروع SPARROW – ملاحظة المراقبة الصوتية والتسجيل عن بعد التي تعمل بالطاقة الشمسية – هو حل حوسبة يعمل بالطاقة الذكاء الاصطناعي تم تطويره بواسطة مختبر الذكاء الاصطناعي من أجل الخير التابع لشركة Microsoft والملتزم بالحفاظ على التنوع البيولوجي من خلال المراقبة. تخيل إثارة مشاهدة الطبيعة، في أبعد أركان الكوكب، من خلال شبكة من الكاميرات والميكروفونات الصغيرة التي تقدم تقارير في الوقت الفعلي. تسمح هذه الأدوات، المقترنة بالذكاء الاصطناعي، بالكشف المباشر عن الحياة البرية والتهديدات، مما يتيح استجابات أسرع وأكثر استنارة للحفظ.
في المعسكر الأساسي، يستخدم فريق Fundacion Biodiversa SPARROW لجمع بيانات التنوع البيولوجي من مصائد الكاميرا والشاشات الصوتية وأجهزة الكشف البيئية الأخرى التي تعمل بالطاقة الشمسية ومجهزة بأجهزة استشعار متقدمة. تتم معالجة هذه البيانات باستخدام نماذج الذكاء الاصطناعي الحياة البرية المستندة إلى PyTorch الأكثر تقدما من Microsoft والتي تعمل على وحدات معالجة الرسومات ذات الحافة منخفضة الطاقة. بعد ذلك، يتم نقل البيانات عبر الأقمار الصناعية ذات المدار الأرضي المنخفض مباشرة إلى السحابة، مما يسمح للباحثين بالوصول إلى رؤى جديدة وقابلة للتنفيذ بغض النظر عن مكان وجودهم. يعد اتصال الأقمار الصناعية هذا أمرا بالغ الأهمية للباحثين الذين سيحتاجون بخلاف ذلك إلى استرداد البيانات فعليا في المواقع النائية.
الشيء الأكثر إثارة في Project SPARROW هو فرصة الحصول على جميع المعلومات في الوقت الفعلي. إذا كنت جالسا هنا في المحمية أو في منزلي في بوغوتا، أو حرفيا في أي مكان، يمكننا أن نرى ما يحدث في المحمية، وهذا مفيد للغاية.
تدقيق الملاحظة
“ما أحبه في وظيفتي هو أنهم يأخذونني إلى المظلة ويمكنني رؤية كولومبيا من منظور جديد. أحب أننا نقوم بعمل ليس فقط عميقا من الناحية العلمية، ولكن أيضا مؤثرا”.
Susana Rodrigez-Buritica
باحثة، معهد هومبولت للدراسات البيئية الاجتماعية العالمية
القوة العلمية العظمى
“كان أكبر قيد لدينا هو أنه لم يكن لدينا سوى فترات زمنية ثابتة لتحليل بياناتنا. الذكاء الاصطناعي يجلب حقا قوى خارقة لعلمائنا حتى يتمكنوا من معالجة كميات هائلة من البيانات، وتخصيص المزيد من الوقت للأجزاء الأكثر أهمية في عملهم”.
Pablo Arbelaez
أستاذ مشارك في مركز جامعة لوس أنديس للذكاء الاصطناعي
الابتكار المستدام
“تعمل SPARROW بالطاقة الشمسية ويمكن أن تعمل في الميدان دون الحاجة إلى الصيانة. الابتكار هو أنه يمكننا التواصل مرة أخرى مع سحابة Azure باستخدام قمر صناعي”.
Juan Lavista Ferres
رئيس قسم علم البيانات، الذكاء الاصطناعي من Microsoft للمختبرات الحديثة
Image carousel
الصورة: Santiago Rosado
الصورة: Santiago Rosado
يستخدم SPARROW أيضا الذكاء الاصطناعي لتحديد الأنواع من خلال التصنيف التلقائي، ويستمر في تحديدها. نظرا لأن مثل الحمر الوحشية والزرافات لها أنماط مختلفة، مثل بصمات الأصابع، الذكاء الاصطناعي إعادة التعرف على النفس، مما يساعد الباحثين على قياس معدلات البقاء على قيد الحياة والسكان. وللحفاظ على سلامة هذه وموائلها، فإن SPARROW قادر على رؤية التهديدات مثل بدء حريق هائل، وتنبيه دعاة الحفاظ على البيئة إلى الخطر المحتمل قبل أن يخرج عن نطاق السيطرة.
أحد العناصر الحاسمة في هذا العمل هو القياس – فهم ما إذا كانت الجهود تحقق التأثير المقصود وتحديد المواضع التي تحتاج إلى تحسينات. لاستعادة الموائل، وحماية الأنواع المهددة بالانقراض، وضمان صحة التنوع البيولوجي على المدى الطويل، يجب قياس رؤى دقيقة في البيئة والمخلوقات التي تعيش فيها. والآن، أصبحت هذه البيانات متاحة بشكل أسرع من أي وقت مضى.
كل يوم، يحصل الباحثون على بيانات من SPARROW، مما يغير خط أنابيب المعلومات بالكامل.
بدلا من قضاء ساعات لا حصر لها في التحليل والتنظيم، نقل الباحثون هذه المهمة إلى الذكاء الاصطناعي، مما منحهم مزيدا من الوقت لفهم ما يحدث في الطبيعة، سواء كان جيدا أو سيئا. يتم تضخيم الجهود المبذولة لإنقاذ وحماية الأنواع المهددة بالانقراض مثل العنكبوت المتنوع والضفدع الورقي وكوراسو ذي المنقار الأزرق من خلال مزيج من التكنولوجيا المتطورة والمشاركة المجتمعية العميقة.
تعمل Fundación Biodiversa Colombia أيضا على تمكين المجتمعات المحلية من خلال برامج التعليم والتوظيف والتنمية المستدامة – مما يضمن أن الحفظ لا يحمي الأنواع فحسب، بل يحافظ أيضا على النسيج الثقافي والبيئي للمنطقة.
عيون وآذان في الغابة المطيرة
يمتد جنوب شرق نهر ماغدالينا على المظلة الضبابية لغابات الأمازون المطيرة، وهي نظام بيئي آخر مهدد بالانقراض في أمريكا الجنوبية. هنا، يستخدم الباحثون في فريق مشروع جواكامايا أيضا مصائد الكاميرا والصوتيات الحيوية لمراقبة التنوع البيولوجي الخصب، لكنهم واجهوا العديد من المشكلات نفسها التي واجهها فريق Fundación Biodiversa Colombia.
من عام 2022 إلى عام 2023، فقدت الأمازون ما يقرب من 3 ملايين هكتار بسبب إزالة الغابات، بمعدل 10000 فدان يوميا، وفقا لرصد مشروع الأمازون في الأنديز. تراقب صور الأقمار الصناعية ومصائد الكاميرا والصوتيات الحيوية الآن ملايين الأنواع داخل هذا النظام البيئي المعقد للمساعدة في عكس الضرر ومنعه.
يعتمد أكثر من 18000 باحث ومنظمة في مجال الحياة البرية في جميع أنحاء العالم – بما في ذلك مشروع Guacamaya – على نماذج الذكاء الاصطناعي القوية للمساعدة في تحليل الكميات الهائلة من البيانات التي يجمعونها. Guacamaya هو مشروع الذكاء الاصطناعي من Microsoft للمختبرات الحديثة، تم نشره بالشراكة مع منظمات مثل معهد هومبولت ومعهد SINCHI المكرس لإنقاذ غابات الأمازون المطيرة وحمايتها. يقع 10٪ من الأمازون داخل كولومبيا، ويساعد التقدم في الذكاء الاصطناعي في مكافحة إزالة الغابات، وتحسين المناخ، والحفاظ على هذه البيئة البيولوجية الخصبة في مأمن من الأذى.
