Guardiani per il pianeta
Nella Colombia centro-settentrionale, la Valle del Medio Magdalena (MMV) ospita una delle biodiversità più straordinarie al mondo.
Estendendosi tra le Ande centrali e orientali, questa valle è fondamentale per la salute del nostro pianeta. Tuttavia la regione, piena di foreste, zone umide e pianure alluvionali, sta affrontando delle sfide. La deforestazione e altre attività umane stanno minacciando i suoi ecosistemi unici, molti dei quali non esistono da nessun’altra parte sulla Terra. La Colombia è il secondo paese più ricco di biodiversità al mondo e la MMV ospita più di 630 specie di uccelli, 120 specie di rettili, 120 specie di pesci, 50 specie di anfibi, 50 specie di mammiferi e 4000 specie di piante vascolari. È anche un luogo di svernamento per molte specie di uccelli migratori del Nord America.
Dal suolo della foresta alla cima più alta degli alberi, le telecamere e i microfoni a energia solare utilizzano l’intelligenza artificiale per monitorare e salvare gli ecosistemi in via di estinzione.
Foto: Santiago Rosado
La Riserva Naturale e Stazione di Ricerca El Silencio, situata all’interno della MMV in Colombia, funge da centro operativo per la Fundación Biodiversa Colombia, un’organizzazione senza scopo di lucro dedicata alla conservazione del patrimonio biologico e culturale della Colombia. Alla stazione di ricerca, o campo base, un team di biologi lavora all’interno di un’imponente capanna all’aperto composta da legno grezzo e schermi, osservando e monitorando costantemente la fauna selvatica attivamente e passivamente. Un gruppo di ranger si occupa del monitoraggio attivo, che comprende la manutenzione e la sorveglianza all’interno della riserva, mentre una rete di piccole fototrappole e microfoni controlla il monitoraggio passivo.
La sfida più grande con il monitoraggio passivo è stata l’analisi delle enormi quantità di dati raccolti dalle telecamere e dai microfoni. Dal 2010, le informazioni della Riserva Naturale di El Silencio sono state raccolte ogni 40 giorni o tre mesi, creando migliaia di ore di registrazioni che hanno richiesto l’intervento di specialisti per ascoltare e identificare determinate specie, ed è stato impossibile sentire tutto. E poiché molte delle telecamere e dei microfoni si trovano in luoghi remoti, non è sempre possibile controllarli frequentemente per assicurarsi che funzionino correttamente, causando spesso la perdita di enormi quantità di dati. Inoltre, il team non è stato in grado di visualizzare la fauna selvatica o di ascoltarla in tempo reale. Se una pianta cresce davanti a una telecamera, una batteria si scarica o un insetto si nasconde all’interno di un microfono, possono volerci mesi prima che qualcuno se ne accorga.
“Abbiamo tante informazioni storiche che potremmo analizzare per saperne di più su questo ecosistema. Facciamo del nostro meglio analizzando i dati che abbiamo, ma richiede molto tempo. Servono anche degli esperti per identificare i suoni e alcune specie, e questo è molto complicato”, afferma Fernando Arbeláez, direttore generale della Fundación Biodiversa Colombia.
Ma le cose sono cambiate, in meglio. Perché la Fundación Biodiversa è diventata il primo programma pilota del Progetto SPARROW.
Preservare e proteggere la biodiversità
Il Progetto SPARROW, Solar-powered Acoustic and Remote Recording Observation Watch, è una soluzione informatica basata sull’intelligenza artificiale sviluppata dal laboratorio AI for Good di Microsoft, impegnato a preservare la biodiversità attraverso l’osservazione. Immagina l’emozione di osservare la natura, negli angoli più remoti del pianeta, attraverso una rete di piccole telecamere e microfoni che trasmettono in tempo reale. Questi strumenti, abbinati all’intelligenza artificiale, consentono il rilevamento in tempo reale della fauna selvatica e delle minacce, consentendo di agire con risposte di conservazione più rapide e informate.
Al campo base, il team della Fundacion Biodiversa sta utilizzando SPARROW per raccogliere dati sulla biodiversità da fototrappole, monitor acustici e altri rilevatori ambientali alimentati a energia solare e dotati di sensori avanzati. Questi dati vengono elaborati utilizzando i modelli di IA per la fauna selvatica basati su PyTorch più avanzati di Microsoft in esecuzione su GPU edge a basso consumo energetico. Successivamente, i dati vengono trasmessi tramite satelliti in orbita terrestre bassa direttamente al cloud, consentendo ai ricercatori di accedere a informazioni recenti e fruibili indipendentemente da dove si trovino. Questa connettività satellitare è fondamentale per i ricercatori che altrimenti avrebbero bisogno di recuperare fisicamente i dati in luoghi remoti.
La cosa più entusiasmante del Progetto SPARROW è la possibilità di avere tutte le informazioni in tempo reale. Non importa se sono seduto qui alla Riserva o nella mia casa a Bogotà o letteralmente in qualsiasi altro luogo, possiamo sempre vedere cosa sta succedendo nella Riserva, e questo è molto utile.
Elevare l’osservazione
“Quello che amo del mio lavoro è che mi consente di andare in alto e vedere la Colombia da una nuova prospettiva. Adoro il fatto che stiamo facendo un lavoro che non è solo scientificamente profondo, ma anche di grande impatto”.
Susana Rodrigez-Buritica
Ricercatrice, Humboldt Institute of Global Social Ecological Studies
Superpotenza scientifica
“Il nostro più grande limite era che avevamo solo una quantità fissa di tempo per analizzare i nostri dati. L’intelligenza artificiale dona davvero dei superpoteri ai nostri scienziati in modo che possano elaborare enormi quantità di dati e dedicare più tempo alle parti più critiche del loro lavoro”.
Pablo Arbelaez
Professore Associato presso l’Universidad de los Andes Center for AI
Innovazione sostenibile
“SPARROW è alimentato a energia solare e può funzionare sul campo senza bisogno di manutenzione. L’innovazione consiste nel fatto che possiamo comunicare con il cloud di Azure usando un satellite”.
Juan Lavista Ferres
Chief Data Scientist, Microsoft AI for Good Lab
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Foto: Santiago Rosado
Foto: Santiago Rosado
SPARROW utilizza anche l’intelligenza artificiale per identificare le specie attraverso una classificazione automatica che continua a identificarle. Poiché animali come zebre e giraffe hanno modelli diversi, come le impronte digitali, l’IA può identificare nuovamente gli stessi animali, aiutando i ricercatori a misurare i tassi di sopravvivenza e le popolazioni. Inoltre, per mantenere questi animali e i loro habitat al sicuro, SPARROW è in grado di identificare minacce come l’inizio di un incendio, avvisando gli ambientalisti di un potenziale pericolo prima che vada fuori controllo.
Un elemento critico di questo lavoro è la misurazione, ovvero capire se gli sforzi stanno ottenendo l’impatto desiderato e individuare dove sono necessari miglioramenti. Per ripristinare gli habitat, salvaguardare le specie in via di estinzione e garantire la salute a lungo termine della biodiversità, è necessario raccogliere informazioni accurate sull’ambiente e sulle creature che lo abitano. E ora quei dati sono disponibili più velocemente che mai.
Ogni giorno, i ricercatori ricevono dati da SPARROW, cambiando l’intera pipeline di informazioni.
Invece di passare innumerevoli ore ad analizzare e organizzare, i ricercatori hanno trasferito questo compito all’intelligenza artificiale, prendendosi più tempo per capire cosa sta succedendo in natura, di positivo o di negativo. Gli sforzi per salvare e proteggere le specie in via di estinzione come la scimmia ragno variegata, la rana foglia e il curassow beccoblu vengono amplificati attraverso una combinazione di tecnologia all’avanguardia e profondo coinvolgimento della comunità.
La Fundación Biodiversa Colombia sostiene anche le comunità locali attraverso programmi di istruzione, occupazione e sviluppo sostenibile, garantiscono che la conservazione non solo protegga le specie, ma preservi anche il tessuto culturale ed ecologico della regione.
Occhi e orecchie nella foresta pluviale
A sud-est del fiume Magdalena si estende la volta nebbiosa della foresta pluviale amazzonica, un altro ecosistema sudamericano in via di estinzione. Qui, i ricercatori del team del Progetto Guacamaya stanno utilizzando anche le trappole fotografiche e la bioacustica per monitorare la lussureggiante biodiversità, ma hanno riscontrato molti degli stessi problemi del team della Fundación Biodiversa Colombia.
Dal 2022 al 2023, l’Amazzonia ha perso circa 3 milioni di ettari a causa della deforestazione, una media di 10.000 acri al giorno, secondo il Progetto di monitoraggio dell’Amazzonia andina. Le immagini satellitari, le fototrappole e la bioacustica stanno ora monitorando le milioni di specie all’interno di questo complesso ecosistema per aiutare a invertire e prevenire i danni.
Più di 18.000 ricercatori e organizzazioni che si occupano di fauna selvatica in tutto il mondo, tra cui il Progetto Guacamaya, si affidano a potenti modelli di intelligenza artificiale per analizzare le grandi quantità di dati che raccolgono. Guacamaya è un progetto di Microsoft AI for Good Lab, realizzato in collaborazione con organizzazioni come l’Humboldt Institute e il SINCHI Institute, dedicato al salvataggio e alla protezione della foresta pluviale amazzonica. Il 10% dell’Amazzonia si trova in Colombia e i progressi dell’IA stanno aiutando a combattere la deforestazione, migliorare il clima e mantenere questo lussureggiante ambiente biologico al sicuro dai danni.
