Gardiens de la planète
Dans le centre-nord de la Colombie, la vallée moyenne de la Magdalena (VMM) abrite une biodiversité parmi les plus remarquables au monde.
S’étendant entre la cordillère des Andes centrale et orientale, cette vallée est cruciale pour la santé de notre planète. Mais la région, qui regorge de forêts, de zones humides et de plaines inondables, est confrontée à des défis. La déforestation et d’autres activités humaines menacent ses écosystèmes uniques, dont beaucoup n’existent nulle part ailleurs sur Terre. La Colombie est le deuxième pays le plus riche en biodiversité au monde, et la VMM compte plus de 630 espèces d’oiseaux, 120 espèces de reptiles, 120 espèces de poissons, 50 espèces d’amphibiens, 50 espèces de mammifères et 4 000 espèces de plantes vasculaires. C’est aussi une aire d’hivernage pour de nombreuses espèces d’oiseaux migrateurs d’Amérique du Nord.
Du sol forestier à la cime des arbres, les caméras et les microphones alimentés par l’énergie solaire utilisent l’IA pour surveiller et sauver les écosystèmes menacés.
Photo : Santiago Rosado
El Silencio, une réserve naturelle et station de recherche d’situées au sein de la VMM en Colombie, sert de centre opérationnel à la Fundación Biodiversa Colombia, une organisation à but non lucratif dédiée à la préservation du patrimoine biologique et culturel de la Colombie. À la station de recherche, ou camp de base, une équipe de biologistes travaille à l’intérieur d’une imposante cabane en plein air composée de bois brut et d’écrans, observant et surveillant constamment la faune de manière active et passive. Un groupe de gardes forestiers s’occupe de la surveillance active, qui comprend l’entretien et la surveillance au sein de la réserve, et un réseau de petits pièges photographiques et de microphones contrôle la surveillance passive.
Le plus grand défi de la surveillance passive a été d’analyser les quantités massives de données collectées par les caméras et les microphones. Depuis 2010, les informations de la réserve naturelle d’El Silencio sont collectées tous les 40 jours à trois mois, ce qui crée des milliers d’heures d’enregistrements qui nécessitent des spécialistes pour écouter et identifier certaines espèces, et il est impossible de tout entendre. Et comme de nombreuses caméras et microphones se trouvent dans des endroits éloignés, il n’est pas toujours possible de les vérifier fréquemment pour s’assurer qu’ils fonctionnent correctement, ce qui entraîne souvent la perte d’énormes quantités de données. L’équipe n’a pas non plus été en mesure de voir la faune ou de l’écouter en temps réel. Si une plante pousse devant une caméra, qu’une batterie meurt ou qu’un insecte se loge à l’intérieur d’un microphone, personne ne s’en rendra compte avant des mois.
« Nous avons tellement d’informations historiques que nous pourrions analyser pour en savoir plus sur cet écosystème. Nous faisons de notre mieux pour analyser les données dont nous disposons, mais cela prend beaucoup de temps. Il faut aussi des experts pour identifier les sons et certaines espèces, et c’est très compliqué », explique Fernando Arbeláez, directeur général de la Fundación Biodiversa Colombia.
Mais cela a changé, pour le mieux. Parce que la Fundación Biodiversa est devenue le premier pilote du projet SPARROW.
Préserver et protéger la biodiversité
Le projet SPARROW (Solar-Powered Acoustic and Remote Recording Observation Watch) est une solution informatique basée sur l’IA développée par le laboratoire AI for Good de Microsoft qui s’engage à préserver la biodiversité par l’observation. Imaginez le frisson d’observer la nature, dans les coins les plus reculés de la planète, à travers un réseau de petites caméras et de microphones qui font des reportages en temps réel. Ces outils, associés à l’IA, permettent de détecter en direct la faune et les menaces, ce qui permet des réponses de conservation plus rapides et plus éclairées.
Au camp de base, l’équipe de la Fundación Biodiversa utilise SPARROW pour collecter des données sur la biodiversité à partir de pièges photographiques, de moniteurs acoustiques et d’autres détecteurs environnementaux alimentés à l’énergie solaire et équipés de capteurs avancés. Ces données sont traitées à l’aide des modèles d’IA animalière les plus avancés de Microsoft, basés sur PyTorch, fonctionnant sur des GPU de périphérie à faible consommation d’énergie. Ensuite, les données sont transmises via des satellites en orbite terrestre basse directement au nuage informatique, ce qui permet aux chercheurs d’accéder à des informations fraîches et exploitables, où qu’ils se trouvent. Cette connectivité satellitaire est cruciale pour les chercheurs qui, autrement, auraient besoin de récupérer physiquement des données dans des endroits éloignés.
La chose la plus excitante à propos du projet SPARROW est la possibilité d’avoir toutes les informations en temps réel. Si je suis assis ici à la réserve ou dans ma maison à Bogota, ou littéralement n’importe où, nous pouvons voir ce qui se passe dans la réserve, et c’est très utile.
Améliorer l’observation
« Ce que j’aime dans mon travail, c’est qu’ils m’emmènent dans la canopée et que je peux voir la Colombie sous un nouvel angle. J’aime le fait que nous fassions un travail qui n’est pas seulement scientifiquement approfondi, mais aussi percutant. »
Susana Rodrigez-Buritica
Chercheuse, Humboldt Institute of Global Social Ecological Studies
Superpuissance scientifique
« Notre plus grande limite était que nous ne disposions que de temps fixe pour analyser nos données. L’IA apporte vraiment des superpouvoirs à nos scientifiques afin qu’ils puissent traiter d’énormes quantités de données et consacrer plus de temps aux parties les plus critiques de leur travail. »
Pablo Arbelaez
Professeur associé au Centre d’IA de l’Universidad de los Andes
Innovation durable
« SPARROW fonctionne à l’énergie solaire et peut fonctionner sur le terrain sans avoir besoin d’être entretenu. L’innovation réside dans le fait que nous pouvons communiquer avec le nuage Azure à l’aide d’un satellite. »
Juan Lavista Ferres
Scientifique en chef des données, Microsoft AI for Good Lab
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Crédit photo : Santiago Rosado
Crédit photo : Santiago Rosado
SPARROW utilise également l’IA pour identifier les espèces grâce à une classification automatique, et il continue de les identifier. Étant donné que des animaux comme les zèbres et les girafes ont des motifs différents, comme les empreintes digitales, l’IA peut réidentifier les mêmes animaux, aidant ainsi les chercheurs à mesurer les taux de survie et les populations. Et, pour assurer la sécurité de ces animaux et de leurs habitats, SPARROW est capable de voir les menaces telles que le début d’un feu de forêt, alertant les défenseurs de l’environnement d’un danger potentiel avant qu’il ne devienne incontrôlable.
Un élément essentiel de ce travail est la mesure, c’est-à-dire la compréhension de l’impact escompté et l’identification des domaines dans lesquels des améliorations sont nécessaires. Pour restaurer les habitats, sauvegarder les espèces menacées et assurer la santé à long terme de la biodiversité, il faut mesurer des informations précises sur l’environnement et les créatures qui l’habitent. Et maintenant, ces données sont disponibles plus rapidement que jamais.
Chaque jour, les chercheurs reçoivent des données de SPARROW, ce qui modifie l’ensemble du pipeline d’informations.
Au lieu de passer d’innombrables heures à analyser et à organiser, les chercheurs ont confié cette tâche à l’IA, ce qui leur donne plus de temps pour comprendre ce qui se passe dans la nature, bon ou mauvais. Les efforts visant à sauver et à protéger les espèces menacées comme le singe-araignée panaché, la grenouille feuille et le hocco à bec bleu sont amplifiés grâce à une combinaison de technologies de pointe et d’un engagement communautaire profond.
La Fundación Biodiversa Colombia autonomise également les communautés locales par le biais de programmes d’éducation, d’emploi et de développement durable, en veillant à ce que la conservation protège non seulement les espèces, mais préserve également le tissu culturel et écologique de la région.
Des yeux et des oreilles dans la forêt tropicale
Au sud-est du fleuve Magdalena s’étend la canopée brumeuse de la forêt amazonienne, un autre écosystème sud-américain en voie de disparition. Ici, les chercheurs de l’équipe du projet Guacamaya utilisent également des pièges photographiques et de la bioacoustique pour surveiller la biodiversité luxuriante, mais ils ont rencontré bon nombre des mêmes problèmes que l’équipe de la Fundación Biodiversa Colombia.
De 2022 à 2023, l’Amazonie a perdu environ 3 millions d’hectares à cause de la déforestation, soit une moyenne de 10 000 acres par jour, selon le Projet de surveillance de l’Amazonie andine. L’imagerie satellitaire, les pièges photographiques et la bioacoustique surveillent maintenant les millions d’espèces de cet écosystème complexe pour aider à inverser et à prévenir les dommages.
Plus de 18 000 chercheurs et organisations de la faune sauvage dans le monde entier, y compris le projet Guacamaya, s’appuient sur de puissants modèles d’IA pour les aider à analyser les grandes quantités de données qu’ils collectent. Guacamaya est un projet Microsoft AI for Good Lab déployé en partenariat avec des organisations telles que l’Institut Humboldt et l’Institut SINCHI dédiés à la sauvegarde et à la protection de la forêt amazonienne. 10 % de l’Amazonie se trouve en Colombie, et les progrès de l’IA aident à lutter contre la déforestation, à améliorer le climat et à protéger cet environnement biologique luxuriant.
