Strážci planety
V severní části střední Kolumbie se nachází údolí Middle Magdalena Valley (MMV), které je domovem jedné z nejpozoruhodnějších biologických rozmanitostí na světě.
Toto údolí, které se rozprostírá mezi středními a východními Andami, má zásadní význam pro zdraví naší planety. Region plný lesů, mokřadů a záplavových oblastí se však potýká s problémy. Odlesňování a další lidské činnosti ohrožují jeho jedinečné ekosystémy, z nichž mnohé se nikde jinde na Zemi nevyskytují. Kolumbie je druhou biologicky nejrozmanitější zemí na světě a v MMV je více než 630 druhů ptáků, 120 druhů plazů, 120 druhů ryb, 50 druhů obojživelníků, 50 druhů savců a 4 000 druhů cévnatých rostlin. Je to také zimní úkryt mnoha severoamerických stěhovavých druhů ptáků.
Od lesní půdy až po nejvyšší koruny stromů využívají solární kamery a mikrofony umělou inteligenci k monitorování a záchraně ohrožených ekosystémů.
Fotografie: Santiago Rosado
Přírodní rezervace a výzkumná stanice El Silencio, která se nachází v rámci MMV v Kolumbii, slouží jako operační centrum pro Fundación Biodiversa Colombia, neziskovou organizaci, která se věnuje ochraně kolumbijského biologického a kulturního dědictví. Ve výzkumné stanici, neboli v základním táboře, pracuje tým biologů uvnitř vysoké otevřené kabiny sestavené ze surového dřeva a zástěn – neustále aktivně i pasivně pozorují a monitoruje divokou zvěř. Skupina strážců se stará o aktivní monitorování, které zahrnuje údržbu a dohled v rezervaci, a síť malých fotopastí a mikrofonů řídí pasivní monitorování.
Největší výzvou pasivního monitorování byla analýza obrovského množství dat, které kamery a mikrofony shromažďují. Od roku 2010 jsou informace z přírodní rezervace El Silencio shromažďovány každých 40 dní až tři měsíce – vznikají tisíce hodin nahrávek, které vyžadují specialisty, aby poslouchali a identifikovali určité druhy, a bylo nemožné je všechny slyšet. A vzhledem k tomu, že mnoho kamer a mikrofonů se nachází na vzdálených místech, není vždy možné je často kontrolovat, aby bylo zajištěno, že fungují správně, což často způsobuje ztrátu obrovského množství dat. Tým také nebyl schopen pozorovat divokou zvěř nebo ji poslouchat v reálném čase. Pokud před kamerou vyroste rostlina, vybije se baterie nebo v mikrofonu uvízne hmyz, nikdo si toho nevšimne dříve než za několik měsíců.
„Máme tolik historických informací, které bychom mohli analyzovat, abychom se o tomto ekosystému dozvěděli více. Při analýze dat, která máme, děláme to nejlepší, co můžeme, ale je to opravdu časově náročné. Vyžaduje to také, aby odborníci identifikovali zvuky a určité druhy, a to je velmi komplikované,“ říká Fernando Arbeláez, generální ředitel Fundación Biodiversa Colombia.
To se ale změnilo – k lepšímu. Protože Fundación Biodiversa se stala prvním pilotním nasazením projektu SPARROW.
Zachování a ochrana biologické rozmanitosti
Projekt SPARROW – „Solar-Powered Acoustic and Remote Recording Observation Watch“ – je výpočetní řešení s umělou inteligencí vyvinuté laboratoří AI for Good Lab společnosti Microsoft, které se zaměřuje na zachování biologické rozmanitosti prostřednictvím pozorování. Představte si to vzrušení z pozorování přírody v nejodlehlejších koutech planety prostřednictvím sítě malých kamer a mikrofonů, které přenášejí data v reálném čase. Tyto nástroje ve spojení s umělou inteligencí umožňují živou detekci volně žijících živočichů a hrozeb, což umožňuje rychlejší a informovanější reakce na ochranu přírody.
V základním táboře používá tým Fundacion Biodiversa projekt SPARROW ke sběru dat o biologické rozmanitosti z fotopastí, akustických monitorů a dalších detektorů životního prostředí, které jsou napájeny solární energií a vybaveny pokročilými senzory. Tato data se zpracovávají pomocí nejpokročilejších modelů umělé inteligence divoké přírody založených na PyTorch společnosti Microsoftu, které běží na špičkových GPU s nízkou spotřebou energie. Poté jsou data přenášena prostřednictvím satelitů na nízké oběžné dráze Země přímo do cloudu, což výzkumníkům umožňuje přístup k aktuálním a prakticky využitelným informacím bez ohledu na to, kde se nacházejí. Tato satelitní konektivita je zásadní pro výzkumné pracovníky, kteří by jinak museli fyzicky získávat údaje na odlehlých místech.
Nejzajímavější věcí na projektu SPARROW je možnost mít všechny informace v reálném čase. Ať už sedím tady v rezervaci, ve svém domě v Bogotě nebo doslova kdekoli jinde, můžeme vidět, co se děje v rezervaci, a to je velmi užitečné.
Povznášející pozorování
„Na své práci miluji to, že mě zavede do korun stromů, odkud mohu pozorovat Kolumbii z nové perspektivy. Líbí se mi, že děláme práci, která je nejen vědecky hloubková, ale také má velký dopad.“
Susana Rodrigez-Buritica
Výzkumný pracovník, Humboldt Institute of Global Social Ecological Studies
Vědecká superschopnost
„Naším největším omezením bylo, že jsme měli pouze pevně stanovené množství času na analýzu našich dat. Umělá inteligence skutečně přináší našim vědcům superschopnosti, aby mohli zpracovávat obrovské množství dat a věnovat více času těm nejdůležitějším částem své práce.“
Pablo Arbelaez
Docent v Centru pro umělou inteligenci na Universidad de los Andes
Udržitelné inovace
„SPARROW je napájen solární energií a může fungovat v terénu bez nutnosti údržby. Inovativní je to, že můžeme komunikovat zpět do cloudu Azure pomocí satelitu.“
Juan Lavista Ferres
Hlavní datový vědec, Microsoft AI for Good Lab
Image carousel
Fotografie: Santiago Rosado
Fotografie: Santiago Rosado
Projekt SPARROW také používá umělou inteligenci k identifikaci druhů pomocí automatické klasifikace a neustále je identifikuje. Vzhledem k tomu, že zvířata, jako jsou zebry a žirafy, mají různé identifikační prvky, podobně jako jsou otisky prstů, může umělá inteligence znovu identifikovat stejná zvířata, což pomáhá vědcům měřit míru přežití a populaci. A aby tato zvířata a jejich stanoviště zůstala v bezpečí, dokáže SPARROW rozpoznat hrozby, jako je například začátek lesního požáru, a upozornit ochránce přírody na potenciální nebezpečí dříve, než se vymkne kontrole.
Kritickým prvkem této práce je měření – pochopení toho, zda úsilí dosahuje zamýšleného dopadu, a určení, kde je třeba zlepšení. Aby bylo možné obnovit stanoviště, chránit ohrožené druhy a zajistit dlouhodobé zdraví biologické rozmanitosti, je třeba měřit přesné poznatky o životním prostředí a tvorech, kteří jej obývají. A nyní jsou tato data k dispozici rychleji než kdykoli předtím.
Výzkumníci získávají data z projektu SPARROW každý den, čímž mění celý tok informací.
Místo toho, aby výzkumníci strávili nespočet hodin analýzou a organizováním, předali tento úkol umělé inteligenci, což jim dává více času na pochopení toho, co se v přírodě děje, ať už je to dobré nebo špatné. Úsilí o záchranu a ochranu ohrožených druhů, jako je chápan skvrnočelý, žába listová a hoko modrozobý, je podpořeno kombinací nejmodernějších technologií a hlubokého zapojení komunity.
Fundación Biodiversa Colombia také podporuje místní komunity prostřednictvím vzdělávání, zaměstnanosti a programů udržitelného rozvoje – zajišťuje, že ochrana nejen chrání druhy, ale také zachovává kulturní a ekologickou strukturu regionu.
Oči a uši v deštném pralese
Jihovýchodně od řeky Magdalena se rozprostírá mlžná klenba amazonského deštného pralesa, dalšího ohroženého jihoamerického ekosystému. Výzkumníci z týmu projektu Guacamaya zde také používají k monitorování bujné biologické rozmanitosti fotopasti a bioakustiku, narazili ale na mnoho stejných problémů jako tým Fundación Biodiversa Colombia.
Od roku 2022 do roku 2023 ztratila Amazonie podle projektu Monitoring of the Andean Amazon Project v důsledku odlesňování přibližně 3 miliony hektarů, v průměru 10 000 akrů denně. Satelitní snímky, fotopasti a bioakustika nyní monitorují miliony druhů v tomto složitém ekosystému, aby pomohly zvrátit škody a zabránit jim.
Více než 18 000 výzkumníků a organizací zabývajících se volně žijícími živočichy po celém světě – včetně projektu Guacamaya – se spoléhá na výkonné modely umělé inteligence, které jim pomáhají analyzovat obrovské množství dat, která pak shromažďují. Guacamaya je projekt Microsoft AI for Good Lab nasazený ve spolupráci s organizacemi, jako je Humboldt Institute a SINCHI Institute, který se věnuje záchraně a ochraně amazonského deštného pralesa. 10 % Amazonie se nachází v Kolumbii a pokroky v oblasti umělé inteligence pomáhají bojovat proti odlesňování, zlepšovat klima a chránit toto bujné biologické prostředí před poškozením.
