Guardiões do planeta
A norte da Colômbia central, o Vale do Meio do Magdalena (VMM) alberga algumas das formas de vida mais extraordinárias do planeta.
Este vale que se estende ao longo das cordilheiras central e oriental dos Andes, é essencial para a saúde do planeta. Mas a região — rica em florestas, zonas húmidas e planícies aluviais — enfrenta vários desafios. A desflorestação e outras atividades humanas estão a ameaçar ecossistemas únicos, muitos dos quais não existem em mais nenhum lugar do mundo. A Colômbia é o segundo país com maior biodiversidade do planeta, e o VMM abriga mais de 630 espécies de aves, 120 de répteis, 120 de peixes, 50 de anfíbios, 50 de mamíferos e 4000 espécies de plantas vasculares. É também um local de inverno para muitas aves migratórias da América do Norte.
Desde o solo da floresta até ao topo das copas das árvores, câmaras e microfones alimentados por energia solar estão a usar IA para monitorizar e proteger ecossistemas em risco.
Fotografia: Santiago Rosado
A El Silencio Natural Reserve and Research Station, situada no VMM na Colômbia, funciona como centro operacional da Fundación Biodiversa Colombia, uma organização sem fins lucrativos dedicada à preservação do património biológico e cultural do país. Na estação de investigação, ou base de campo, uma equipa de biólogos trabalha numa cabana elevada e aberta, feita de madeira bruta e redes, observando e monitorizando a vida selvagem de forma ativa e passiva. Um grupo de guardas florestais realiza a monitorização ativa, que inclui manutenção e vigilância na reserva, enquanto uma rede de pequenas armadilhas fotográficas e microfones assegura a monitorização passiva.
O maior desafio da monitorização passiva tem sido analisar os enormes volumes de dados recolhidos pelas câmaras e microfones. Desde 2010, a informação da El Silencio tem sido recolhida a cada 40 dias a três meses — criando milhares de horas de gravações que exigem especialistas para ouvir e identificar espécies, o que torna impossível analisar tudo. Como muitos dos dispositivos estão em locais remotos, não é viável verificá-los com frequência, o que leva à perda de grandes quantidades de dados. A equipa também não tem conseguido ver ou ouvir a vida selvagem em tempo real. Se uma planta crescer à frente de uma câmara, se uma bateria se descarregar ou se um inseto se alojar num microfone, alguém só se apercebe disso meses mais tarde.
“Temos tanta informação histórica que poderíamos analisar para conhecer melhor este ecossistema. Fazemos o melhor que conseguimos com os dados que temos, mas é muito demorado. Também exige termos especialistas para identificarem sons e espécies, e isso é bastante complexo”, afirma Fernando Arbeláez, Diretor-Geral da Fundación Biodiversa Colombia.
Mas isso mudou… Para melhor. Porque a Fundación Biodiversa tornou-se o primeiro projeto-piloto do Projeto SPARROW.
Preservar e proteger a biodiversidade
O Projeto SPARROW — Solar-Powered Acoustic and Remote Recording Observation Watch — é uma solução computacional com IA desenvolvida pelo AI for Good Lab da Microsoft, dedicada à preservação da biodiversidade através da observação. Imagine poder ver a natureza, nos cantos mais remotos do planeta, através de uma rede de pequenas câmaras e microfones que transmitem em tempo real. Estas ferramentas, combinadas com IA, permitem detetar vida selvagem e ameaças em direto, possibilitando respostas de conservação mais rápidas e informadas.
Na base de campo, a equipa da Fundación Biodiversa está a usar o SPARROW para recolher dados de biodiversidade a partir de armadilhas fotográficas, monitores acústicos e outros sensores ambientais alimentados por energia solar. Estes dados são processados com os modelos de IA para vida selvagem mais avançados da Microsoft, baseados em PyTorch e executados em GPUs de baixo consumo energético. Depois, os dados são transmitidos via satélites de órbita baixa diretamente para a cloud, permitindo que investigadores acedam a informações novas e úteis, independentemente do local onde se encontrem. Esta conectividade por satélite é essencial para quem, de outra forma, teria de recolher os dados fisicamente em locais remotos.
O mais entusiasmante no Projeto SPARROW é poder ter toda a informação em tempo real. Se estiver aqui na reserva, em casa em Bogotá, ou em qualquer lugar, conseguimos ver o que está a acontecer na reserva, e isso é muito útil.
Elevar a observação a um nível superior
“O que mais gosto no meu trabalho é que me levam até à copa das árvores e consigo ver a Colômbia a partir de uma nova perspetiva. Adoro que este trabalho seja cientificamente avançado e, ao mesmo tempo, impactante.”
Susana Rodrigez-Buritica
Investigadora, Humboldt Institute of Global Social Ecological Studies
Superpoder científico
“A nossa maior limitação era o tempo disponível para analisar os dados. A IA dá verdadeiros super poderes aos cientistas, permitindo-lhes processar quantidades gigantescas de dados e dedicar mais tempo às partes mais importantes do trabalho.”
Pablo Arbelaez
Professor Associado, Centro de IA da Universidad de los Andes
Inovação sustentável
“O SPARROW funciona com a ajuda da energia solar e funciona no terreno sem necessidade de manutenção. A inovação está em podermos comunicar com a cloud do Azure através de satélite.”
Juan Lavista Ferres
Chief Data Scientist, AI for Good Lab da Microsoft
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Foto: Divulgação Santiago Rosado
Foto: Divulgação Santiago Rosado
O SPARROW também usa IA para identificar espécies através de classificação automática, e continua a fazê-lo. Como animais como zebras e girafas têm padrões únicos, semelhantes a impressões digitais, a IA consegue voltar a identificar os mesmos indivíduos, ajudando a medir taxas de sobrevivência e populações. Para proteger estes animais e os seus habitats, o SPARROW consegue detetar ameaças como o início de um incêndio florestal, alertando as equipas de conservação antes que se alastre.
Um elemento crítico deste trabalho é a medição — compreender se os esforços estão a ter o impacto pretendido e identificar onde são necessárias melhorias. Para restaurar habitats, salvaguardar espécies ameaçadas e garantir a saúde da biodiversidade a longo prazo, é necessário medir os conhecimentos exatos sobre o ambiente e as criaturas que o habitam. E agora, esses dados estão disponíveis mais rapidamente do que nunca.
Todos os dias, investigadores recebem dados do SPARROW, transformando por completo o fluxo de informação.
Em vez de passarem horas a analisar e organizar dados, os investigadores delegaram essa tarefa à inteligência artificial, ganhando mais tempo para compreender o que está a acontecer na natureza — seja positivo ou negativo. Os esforços para proteger espécies ameaçadas como o macaco-aranha malhado, a rã-de-folha e o mutum-de-bico-azul estão a ser reforçados através da combinação de tecnologia avançada e do grande envolvimento das comunidades locais.
A Fundación Biodiversa Colombia também capacita as comunidades locais através de programas de educação, emprego e desenvolvimento sustentável. Garantindo assim que a conservação não protege apenas espécies, mas também preserva o tecido cultural e ecológico da região.
Olhos e ouvidos na floresta tropical
A sudeste do rio Magdalena estende-se a copa enevoada da floresta amazónica, outro ecossistema sul-americano em risco. Aqui, a equipa do Project Guacamaya também está a usar armadilhas fotográficas e bioacústica para monitorizar a biodiversidade exuberante, mas tem enfrentado muitos dos mesmos desafios que a equipa da Fundación Biodiversa Colombia.
Entre 2022 e 2023, a Amazónia perdeu cerca de 3 milhões de hectares devido à desflorestação, uma média de 10 mil hectares por dia, segundo o Monitoring of the Andean Amazon Project. Imagens de satélite, armadilhas fotográficas e bioacústica estão agora a ser usadas para monitorizar os milhões de espécies deste ecossistema complexo, com o objetivo de ajudar a reverter e prevenir os danos.
Mais de 18 mil investigadores e organizações dedicadas à vida selvagem em todo o mundo – incluindo o Project Guacamaya — dependem de modelos de IA avançados para analisar os enormes volumes de dados que recolhem. O Guacamaya é um projeto do AI for Good Lab da Microsoft, desenvolvido em parceria com instituições como o Instituto Humboldt e o Instituto SINCHI, dedicadas à proteção da floresta amazónica. Cerca de 10% da Amazónia está localizada na Colômbia, e os avanços em IA estão a ajudar a combater a desflorestação, melhorar o clima e proteger este ambiente biológico exuberante contra ameaças.
