Φύλακες του πλανήτη
Στη βόρεια κεντρική Κολομβία, η κοιλάδα Middle Magdalena Valley (MMV) φιλοξενεί μερικές από τις πιο εντυπωσιακές μορφές βιοποικιλότητας στον κόσμο.
Απλωμένη ανάμεσα στις κεντρικές και ανατολικές Άνδεις, αυτή η κοιλάδα είναι ζωτικής σημασίας για την υγεία του πλανήτη μας. Όμως η περιοχή —γεμάτη δάση, υγροτόπους και πλημμυρικές πεδιάδες— αντιμετωπίζει σοβαρές προκλήσεις. Η αποψίλωση των δασών και άλλες ανθρώπινες δραστηριότητες απειλούν τα μοναδικά της οικοσυστήματα, πολλά από τα οποία δεν υπάρχουν πουθενά αλλού στη Γη. Η Κολομβία είναι η δεύτερη πιο πλούσια σε βιοποικιλότητα χώρα στον κόσμο, και η κοιλάδα MMV φιλοξενεί περισσότερα από 630 είδη πτηνών, 120 ερπετών, 120 ψαριών, 50 αμφιβίων, 50 θηλαστικών και 4.000 είδη αγγειακών φυτών. Είναι επίσης τόπος διαχείμασης για πολλά αποδημητικά είδη πτηνών από τη Βόρεια Αμερική.
Από το έδαφος μέχρι τις ψηλότερες κορυφές των δέντρων, κάμερες και μικρόφωνα που λειτουργούν με ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιούν τεχνητή νοημοσύνη για να παρακολουθούν και να προστατεύουν απειλούμενα οικοσυστήματα.
Φωτογραφία: Santiago Rosado
Το El Silencio Natural Reserve and Research Station, που βρίσκεται μέσα στην MMV στην Κολομβία, λειτουργεί ως επιχειρησιακό κέντρο του οργανισμού Fundación Biodiversa Colombia, ενός μη κερδοσκοπικού οργανισμού αφιερωμένου στη διατήρηση της βιολογικής και πολιτιστικής κληρονομιάς της Κολομβίας. Στον ερευνητικό σταθμό ή στη βάση, μια ομάδα βιολόγων εργάζεται μέσα σε μια εντυπωσιακή, ανοιχτή ξύλινη κατασκευή από ακατέργαστο ξύλο και σήτες—παρατηρώντας και παρακολουθώντας συνεχώς την άγρια ζωή, τόσο ενεργά όσο και παθητικά. Μια ομάδα δασοφυλάκων αναλαμβάνει την ενεργή παρακολούθηση, που περιλαμβάνει τη συντήρηση και την επιτήρηση μέσα στο καταφύγιο, ενώ ένα δίκτυο μικρών παγίδων-καμερών και μικροφώνων φροντίζει για την παθητική παρακολούθηση.
Η μεγαλύτερη πρόκληση όσον αφορά την παθητική παρακολούθηση είναι η ανάλυση των τεράστιων ποσοτήτων δεδομένων που συλλέγουν οι κάμερες και τα μικρόφωνα. Από το 2010, οι πληροφορίες από το φυσικό καταφύγιο El Silencio Natural Reserve συλλέγονται κάθε 40 ημέρες έως τρεις μήνες —δημιουργώντας χιλιάδες ώρες ηχογραφήσεων που απαιτούν από ειδικούς να τις ακούν και να αναγνωρίζουν συγκεκριμένα είδη — κάτι πρακτικά αδύνατο να γίνει στο σύνολό του. Επιπλέον, επειδή πολλές από τις κάμερες και τα μικρόφωνα βρίσκονται σε απομονωμένες τοποθεσίες, ο συχνός έλεγχος της σωστής λειτουργίας τους δεν είναι πάντα εφικτός — γεγονός που συχνά οδηγεί σε απώλεια μεγάλου όγκου δεδομένων. Η ομάδα δεν έχει επίσης τη δυνατότητα να παρακολουθεί ή να ακούει την άγρια ζωή σε πραγματικό χρόνο. Αν ένα φυτό μεγαλώσει μπροστά από μια κάμερα, μια μπαταρία αδειάσει ή ένα έντομο σφηνωθεί μέσα σε ένα μικρόφωνο, κανείς δεν το αντιλαμβάνεται μέχρι να περάσουν μήνες.
«Διαθέτουμε τόσο μεγάλο ιστορικό όγκο πληροφοριών που θα μπορούσαμε να αναλύσουμε για να μάθουμε περισσότερα σχετικά με αυτό το οικοσύστημα. Κάνουμε ό,τι καλύτερο μπορούμε με τα δεδομένα που έχουμε, αλλά η ανάλυσή τους είναι εξαιρετικά χρονοβόρα. Απαιτεί επίσης ειδικούς για την αναγνώριση ήχων και συγκεκριμένων ειδών — κάτι που είναι πολύ περίπλοκο», αναφέρει ο Fernando Arbeláez, Γενικός Διευθυντής του Fundación Biodiversa Colombia.
Όμως αυτό έχει αλλάξει — προς το καλύτερο. Επειδή το Fundación Biodiversa είναι πλέον ο πρώτος οργανισμός που συμμετέχει πιλοτικά στο Project SPARROW.
Διατήρηση και προστασία της βιοποικιλότητας
Το Project SPARROW —Solar-Powered Acoustic and Remote Recording Observation Watch— είναι μια υπολογιστική λύση με τεχνολογία τεχνητής νοημοσύνης, που αναπτύχθηκε από το AI for Good Lab της Microsoft και έχει ως στόχο τη διατήρηση της βιοποικιλότητας μέσω της παρατήρησης. Φανταστείτε τη συγκίνηση να παρακολουθείτε τη φύση, στις πιο απομακρυσμένες γωνιές του πλανήτη, μέσω ενός δικτύου μικρών καμερών και μικροφώνων που μεταδίδουν πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο. Αυτά τα εργαλεία, σε συνδυασμό με την τεχνητή νοημοσύνη, επιτρέπουν την άμεση ανίχνευση της άγριας ζωής και πιθανών απειλών, δίνοντας τη δυνατότητα ταχύτερων και πιο τεκμηριωμένων ενεργειών για τη διατήρηση της φύσης.
Στη βάση, η ομάδα του Fundacion Biodiversa χρησιμοποιεί το SPARROW για τη συλλογή δεδομένων βιοποικιλότητας από κάμερες-παγίδες, ακουστικούς αισθητήρες και άλλους περιβαλλοντικούς ανιχνευτές που λειτουργούν με ηλιακή ενέργεια και είναι εξοπλισμένοι με προηγμένους αισθητήρες. Τα δεδομένα αυτά επεξεργάζονται με τη χρήση των πιο προηγμένων μοντέλων τεχνητής νοημοσύνης για την άγρια ζωή της Microsoft που βασίζονται στο PyTorch και λειτουργούν σε GPU χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας. Στη συνέχεια, τα δεδομένα μεταδίδονται μέσω δορυφόρων χαμηλής τροχιάς απευθείας στο cloud, επιτρέποντας στους ερευνητές να έχουν πρόσβαση σε φρέσκες και άμεσα αξιοποιήσιμες πληροφορίες, ανεξαρτήτως τοποθεσίας. Αυτή η δορυφορική σύνδεση είναι κρίσιμη για τους ερευνητές που διαφορετικά θα έπρεπε να μεταβαίνουν φυσικά σε απομακρυσμένες περιοχές για να συλλέξουν τα δεδομένα.
Το πιο συναρπαστικό στοιχείο του Project SPARROW είναι η δυνατότητα να έχουμε όλες τις πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο. Αν βρίσκομαι εδώ στο Καταφύγιο ή στο σπίτι μου στη Μπογκοτά, ή κυριολεκτικά οπουδήποτε αλλού, μπορούμε να δούμε τι συμβαίνει στο καταφύγιο, και αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο.
Αναβάθμιση της παρατήρησης
«Αυτό που αγαπώ στη δουλειά μου είναι ότι με πηγαίνουν στο κουβούκλιο και μπορώ να δω την Κολομβία από μια νέα οπτική γωνία. Μου αρέσει που κάνουμε μια δουλειά που δεν είναι μόνο επιστημονικά σημαντική, αλλά και επιδραστική».
Susana Rodrigez-Buritica
Ερευνήτρια, Ινστιτούτο Παγκόσμιων Κοινωνικών και Οικολογικών Μελετών Humboldt
Επιστημονική υπερδύναμη
«Ο μεγαλύτερος περιορισμός μας ήταν ότι είχαμε συγκεκριμένο χρόνο για να αναλύσουμε τα δεδομένα μας. Η τεχνητή νοημοσύνη προσφέρει πραγματικά υπερδυνάμεις στους επιστήμονές μας, ώστε να μπορούν να επεξεργάζονται τεράστιους όγκους δεδομένων και να αφιερώνουν περισσότερο χρόνο στα πιο κρίσιμα κομμάτια της δουλειάς τους».
Pablo Arbelaez
Αναπληρωτής Καθηγητής στο Κέντρο Τεχνητής Νοημοσύνης του Universidad de los Andes
Βιώσιμη καινοτομία
«Το SPARROW τροφοδοτείται από ηλιακή ενέργεια και μπορεί να λειτουργήσει στο πεδίο χωρίς να χρειάζεται συντήρηση. Η καινοτομία είναι ότι μπορούμε να επικοινωνούμε με το cloud Azure μέσω ενός δορυφόρου».
Juan Lavista Ferres
Επικεφαλής Επιστήμονας Δεδομένων, Microsoft AI for Good Lab
Image carousel
Φωτογραφία: Santiago Rosado
Φωτογραφία: Santiago Rosado
Το SPARROW χρησιμοποιεί επίσης τεχνητή νοημοσύνη για την αναγνώριση ειδών μέσω αυτόματης ταξινόμησης και συνεχίζει να τα αναγνωρίζει. Δεδομένου ότι ζώα όπως οι ζέβρες και οι καμηλοπαρδάλεις έχουν διαφορετικά σχέδια στο σώμα τους, όπως τα δακτυλικά αποτυπώματα των ανθρώπων, η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να αναγνωρίσει τα ίδια ζώα, βοηθώντας τους ερευνητές να μετρήσουν τα ποσοστά επιβίωσης και τους πληθυσμούς τους. Και, για να διατηρηθούν αυτά τα ζώα και τα ενδιαιτήματά τους ασφαλή, το SPARROW είναι σε θέση να εντοπίζει απειλές όπως η έναρξη μιας πυρκαγιάς, προειδοποιώντας τους συντηρητές για πιθανούς κινδύνους πριν βγουν εκτός ελέγχου.
Ένα κρίσιμο στοιχείο αυτής της εργασίας είναι η μέτρηση —η κατανόηση του κατά πόσον οι προσπάθειες επιτυγχάνουν τον επιδιωκόμενο αντίκτυπο και ο εντοπισμός των σημείων που χρειάζονται βελτίωση. Για την αποκατάσταση των ενδιαιτημάτων, την προστασία των απειλούμενων ειδών και τη διασφάλιση της μακροπρόθεσμης υγείας της βιοποικιλότητας, πρέπει να μετρηθούν ακριβείς πληροφορίες για το περιβάλλον και τα πλάσματα που το κατοικούν. Και τώρα, αυτά τα δεδομένα είναι διαθέσιμα ταχύτερα από ποτέ.
Κάθε μέρα, οι ερευνητές λαμβάνουν δεδομένα από το SPARROW, αλλάζοντας ολόκληρη τη ροή της πληροφορίας.
Αντί να ξοδεύουν ατελείωτες ώρες αναλύοντας και οργανώνοντας δεδομένα, οι ερευνητές έχουν αναθέσει αυτή την εργασία στην τεχνητή νοημοσύνη, δίνοντάς τους περισσότερο χρόνο για να κατανοήσουν τι συμβαίνει στη φύση, είτε είναι θετικό είτε αρνητικό. Οι προσπάθειες για τη διάσωση και την προστασία απειλούμενων ειδών, όπως η ποικιλόμορφη μαϊμού-αράχνη, ο βάτραχος των φύλλων και το curassow με το μπλε ράμφος, ενισχύονται μέσω ενός συνδυασμού προηγμένης τεχνολογίας και ενεργής συμμετοχής της τοπικής κοινότητας.
Το Fundación Biodiversa Colombia ενδυναμώνει επίσης τις τοπικές κοινότητες μέσω προγραμμάτων εκπαίδευσης, απασχόλησης και βιώσιμης ανάπτυξης, διασφαλίζοντας ότι η προστασία της φύσης δεν περιορίζεται μόνο στα είδη, αλλά διατηρεί και τον πολιτισμικό και οικολογικό ιστό της περιοχής.
Μάτια και αυτιά στο τροπικό δάσος
Νοτιοανατολικά του ποταμού Magdalena εκτείνεται το ομιχλώδες τροπικό δάσος του Αμαζονίου, ένα ακόμα απειλούμενο οικοσύστημα της Νότιας Αμερικής. Εδώ, οι ερευνητές της ομάδας Project Guacamaya χρησιμοποιούν επίσης κάμερες-παγίδες και βιοακουστική για να παρακολουθούν την πλούσια βιοποικιλότητα, αλλά αντιμετώπισαν πολλά από τα ίδια προβλήματα που είχε και η ομάδα του Fundación Biodiversa Colombia.
Από το 2022 έως το 2023, ο Αμαζόνιος έχασε περίπου 3 εκατομμύρια εκτάρια λόγω αποψίλωσης των δασών, κατά μέσο όρο 10.000 στρέμματα την ημέρα, σύμφωνα με το Monitoring of the Andean Amazon Project. Δορυφορικές εικόνες, κάμερες-παγίδες και βιοακουστική παρακολουθούν πλέον τα εκατομμύρια των ειδών σε αυτό το πολύπλοκο οικοσύστημα για να βοηθήσουν στην αντιστροφή και πρόληψη των ζημιών.
Περισσότεροι από 18.000 ερευνητές και οργανισμοί άγριας ζωής παγκοσμίως —συμπεριλαμβανομένου του Project Guacamaya— βασίζονται σε ισχυρά μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης για να αναλύουν τον τεράστιο όγκο δεδομένων που συλλέγουν. Το Guacamaya είναι ένα έργο του AI for Good Lab της Microsoft που αναπτύχθηκε σε συνεργασία με οργανισμούς όπως το Ινστιτούτο Humboldt και το Ινστιτούτο SINCHI και είναι αφιερωμένο στη διάσωση και προστασία του τροπικού δάσους του Αμαζονίου. Το 10% του Αμαζονίου βρίσκεται στην Κολομβία και η πρόοδος στην τεχνητή νοημοσύνη συμβάλλει στην καταπολέμηση της αποψίλωσης των δασών, στη βελτίωση του κλίματος και στην προστασία αυτού του πλούσιου βιολογικού περιβάλλοντος.
