Planetens väktare
I norra centrala Colombia ligger Middle Magdalena Valley (MMV) som är hem för några av världens mest anmärkningsvärda biologiska mångfalder.
Dalen sträcker sig mellan de centrala och östra Anderna och är avgörande för vår planets hälsa. Men regionen, som är full av skogar, våtmarker och flodslätter, står inför utmaningar. Skogsskövling och andra mänskliga aktiviteter hotar dess unika ekosystem, av vilka många inte finns någon annanstans på jorden. Colombia är det land i världen som har den näst största biologiska mångfalden, och MMV har mer än 630 fågelarter, 120 reptiler, 120 fiskar, 50 amfibier, 50 däggdjur och 4 000 kärlväxtarter. Det är också en övervintringsplats för många nordamerikanska arter av flyttfåglar.
Soldrivna kameror och mikrofoner använder AI för att övervaka och rädda hotade ekosystem, från skogsmark till högsta trädtopp.
Foto: Santiago Rosado
El Silencio naturreservat och forskningsstation, som ligger inom MMV i Colombia, fungerar som operativt centrum för Fundación Biodiversa Colombia, en ideell organisation som ägnar sig åt att bevara Colombias biologiska och kulturella arv. På forskningsstationen, eller i högkvarteret, arbetar ett team av biologer i en hög utomhusstuga som består av obehandlat trä och skärmar – och observerar och övervakar ständigt djurlivet aktivt och passivt. En grupp parkvakter sköter den aktiva övervakningen, som inkluderar underhåll och övervakning inom reservatet, och ett nätverk av små kamerafällor och mikrofoner styr den passiva övervakningen.
Den största utmaningen med passiv övervakning har varit att analysera de enorma mängder data som kamerorna och mikrofonerna samlar in. Sedan 2010 har information från naturreservatet El Silencio samlats in var 40:e dag till var tredje månad, och skapat tusentals timmar av inspelningar som kräver att specialister lyssnar på och identifierar vissa arter, och det har varit omöjligt att höra allt. Eftersom många av kamerorna och mikrofonerna finns på avlägsna platser är det dessutom inte alltid möjligt att kontrollera dem ofta för att se till att de fungerar som de ska, vilket ofta leder till att stora delar data går förlorade. Teamet har inte heller kunnat se eller lyssna på vilda djur i realtid. Om en växt växer framför en kamera, ett batteri dör eller en insekt fastnar i en mikrofon kommer ingen att inse det förrän månader senare.
”Vi har så mycket historisk information som vi skulle kunna analysera för att få veta mer om det här ekosystemet. Vi gör så gott vi kan för att analysera de data vi har, men det är verkligen tidskrävande. Det behövs även experter för att identifiera ljud och vissa arter, och det är väldigt komplicerat”, säger Fernando Arbeláez, generaldirektör för Fundación Biodiversa Colombia.
Men det har förändrats till det bättre. Fundación Biodiversa har nämligen blivit det första pilotprojektet i Project SPARROW.
Bevara och skydda den biologiska mångfalden
Project SPARROW – Solar-Powered Acoustic and Remote Recording Observation Watch – är en AI-driven datorlösning som utvecklats av Microsofts AI for Good Lab och som arbetar för att bevara den biologiska mångfalden genom observation. Föreställ dig spänningen i att titta på naturen i de mest avlägsna hörnen av planeten, genom ett nätverk av små kameror och mikrofoner som rapporterar i realtid. Dessa verktyg, i kombination med AI, gör det möjligt att upptäcka vilda djur och hot i realtid, vilket möjliggör snabbare och mer välgrundade bevarandeåtgärder.
I högkvarteret använder Fundacion Biodiversa-teamet SPARROW för att samla in data om biologisk mångfald från kamerafällor, akustiska monitorer och andra miljödetektorer som är soldrivna och utrustade med avancerade sensorer. Dessa data bearbetas med hjälp av Microsofts mest avancerade PyTorch-baserade AI-modeller för vilda djur som körs på lågenergi-Edge GPU:er. Sedan överförs data via satelliter i låg omloppsbana runt jorden direkt till molnet, vilket gör det möjligt för forskare att få tillgång till nya, användbara insikter oavsett var de befinner sig. Denna satellitanslutning är avgörande för forskare som annars skulle behöva hämta data fysiskt på avlägsna platser.
Det mest spännande med Project SPARROW är chansen att ha all information i realtid. Oavsett om jag sitter här i reservatet eller i mitt hus i Bogotá, eller bokstavligen var som helst, kan vi se vad som händer i reservatet, och det är mycket användbart.
Förbättrad observation
”Det jag älskar med mitt jobb är att det tar med mig upp i trädkronorna och att jag kan se Colombia från ett nytt perspektiv. Jag älskar att vi gör ett jobb som inte bara har vetenskapligt djup, utan som också är effektfullt.”
Susana Rodrigez-Buritica
Forskare, Humboldt-institutet för globala socialekologiska studier
Vetenskaplig superkraft
”Vår största begränsning var att vi bara hade fastställda tidsperioder på oss att analysera våra data. AI ger verkligen superkrafter till våra forskare så att de kan bearbeta enorma mängder data och ägna mer tid åt de mest kritiska delarna av sitt arbete.”
Pablo Arbelaez
Docent vid Universidad de los Andes Center for AI
Hållbar innovation
”SPARROW är solcellsdrivet och kan användas i fält utan att behöva underhållas. Innovationen är att vi kan kommunicera tillbaka till Azure-molnet med hjälp av en satellit.”
Juan Lavista Ferres
Chief Data Scientist, Microsoft AI for Good Lab
Image carousel
Foto: Santiago Rosado
Foto: Santiago Rosado
SPARROW använder också AI för att identifiera arter genom automatisk klassificering och den fortsätter att identifiera dem. Eftersom djur som zebror och giraffer har olika mönster, som fingeravtryck, kan AI återidentifiera samma djur, vilket hjälper forskare att mäta deras överlevnad och populationer. För att hålla dessa djur och deras livsmiljöer säkra kan SPARROW även se hot, som starten av en skogsbrand, och varna naturvårdare för potentiell fara innan den blir utom kontroll.
En viktig del av det här arbetet är mätning – att förstå om insatserna uppnår avsedd effekt och identifiera var förbättringar behövs. För att återställa livsmiljöer, skydda utrotningshotade arter och säkerställa den biologiska mångfaldens långsiktiga hälsa måste korrekta insikter om miljön och de varelser som lever i den mätas. Och nu är dessa data tillgängliga snabbare än någonsin tidigare.
Varje dag får forskare data från SPARROW, vilket förändrar hela informationsflödet.
Istället för att spendera oräkneliga timmar på att analysera och organisera har forskare lämnat över den uppgiften till AI, vilket ger dem mer tid att förstå vad som händer i naturen, både bra och dåligt. Insatser för att rädda och skydda utrotningshotade arter som brokig spindelapa, lövgroda och blånäbbad hocko förstärks genom en kombination av banbrytande teknik och djupt samhällsengagemang.
Fundación Biodiversa Colombia stärker också lokala samhällen genom utbildning, sysselsättning och program för hållbar utveckling, vilket säkerställer att bevarandet inte bara skyddar arter utan också bevarar regionens kulturella och ekologiska struktur.
Ögon och öron i regnskogen
Sydost om Magdalenafloden sträcker sig de dimmiga trädkronorna i Amazonas regnskog, ytterligare ett utrotningshotat sydamerikanskt ekosystem. Här använder forskare från Project Guacamaya-teamet också kamerafällor och bioakustik för att övervaka den frodiga biologiska mångfalden, men de har stött på många av de problem som Fundación Biodiversa Colombia-teamet har.
Från 2022 till 2023 förlorade Amazonas cirka tre miljoner hektar på grund av skogsskövling, i genomsnitt 10 000 hektar per dag, enligt Monitoring of the Andean Amazon Project. Satellitbilder, kamerafällor och bioakustik övervakar nu de miljontals arter som finns i detta komplexa ekosystem för att hjälpa till att vända och förhindra skador.
Mer än 18 000 viltforskare och organisationer över hela världen – inklusive Project Guacamaya – förlitar sig på kraftfulla AI-modeller för att analysera de stora mängder data de samlar in. Guacamaya är ett Microsoft AI for Good Lab-projekt som drivs i samarbete med organisationer som Humboldt Institute och SINCHI Institute som arbetar för att rädda och skydda Amazonas regnskog. 10 % av Amazonas ligger i Colombia, och framsteg inom AI hjälper till att bekämpa skogsskövling, förbättra klimatet och skydda denna frodiga biologiska miljö från skada.
