Vedci z viacerých európskych krajín vyvíjajú systémy, ktoré dokážu automaticky rozpoznávať zvuky vtákov, netopierov či hmyzu a pomáhať tak pri ochrane biodiverzity. Nová technológia by mohla výrazne urýchliť monitorovanie voľne žijúcich živočíchov a odhaliť zmeny v ekosystémoch oveľa skôr, než ich zaznamenajú tradičné terénne prieskumy.
Odborníci upozorňujú, že strata biodiverzity sa v mnohých častiach sveta zrýchľuje. Sledovať populácie zvierat je však čoraz náročnejšie. Moderné záznamové zariadenia dnes dokážu zhromaždiť obrovské množstvo údajov, ktoré by ľudským expertom trvalo analyzovať celé roky. Riešením má byť umelá inteligencia, ktorá sa učí rozpoznávať jednotlivé druhy len na základe ich hlasových prejavov.
Les rozpráva. Len ho musíme vedieť počúvať
Každý ekosystém vytvára vlastnú zvukovú krajinu. Spev vtákov, bzučanie hmyzu, volanie žiab či komunikácia netopierov vytvárajú jedinečný akustický podpis konkrétneho miesta. Práve v týchto zvukoch sa ukrývajú odpovede na otázky, ktoré si vedci kladú už desaťročia. Koľko druhov žije v danej oblasti? Zvyšuje sa alebo znižuje ich počet? Mení sa ekosystém v dôsledku klimatických zmien alebo ľudskej činnosti?
V minulosti museli odborníci tráviť stovky hodín v teréne, aby tieto informácie získali. Dnes sa situácia mení. Malé automatické rekordéry umiestnené v lesoch, mokradiach či dokonca mestských parkoch dokážu nepretržite zaznamenávať všetko, čo sa v ich okolí ozýva. Problémom už nie je zber dát. Problémom je ich množstvo.
Obrovská záplava údajov
Profesor Dan Stowell z Centra biodiverzity Naturalis v holandskom Leidene patrí medzi popredných odborníkov v oblasti výpočtovej bioakustiky. Ide o vedný odbor, ktorý spája biológiu, akustiku a umelú inteligenciu. Podľa neho dnes vedci disponujú technológiami, ktoré dokážu zachytiť neuveriteľné množstvo zvukových záznamov. To, čo ešte pred niekoľkými rokmi vyzeralo ako sen, sa však stalo novou výzvou. Nahrávok je jednoducho príliš veľa. Jedno monitorovacie zariadenie dokáže za niekoľko týždňov vytvoriť stovky gigabajtov dát. Ak sa podobné rekordéry rozmiestnia po celej krajine, vzniknú obrovské archívy zvukov, ktorých analýza by ľuďom zabrala celé desaťročia.
Práve preto vznikol medzinárodný projekt BioacAI, ktorý financuje Európska únia. Vedci z viacerých európskych krajín sa snažia vyvinúť systémy umelej inteligencie, ktoré budú schopné automaticky identifikovať druhy zvierat na základe ich hlasových prejavov.
Mladé lososy pod vplyvom kokaínu menia správanie, varujú vedci
Umelá inteligencia nenahrádza odborníkov
Výskumníci zdôrazňujú, že ich cieľom nie je nahradiť zoológov alebo ekológov. Umelá inteligencia má slúžiť ako mimoriadne výkonný pomocník. Dokáže prechádzať milióny zvukových záznamov, vyhľadávať konkrétne druhy a upozorniť odborníkov na zaujímavé alebo neobvyklé nálezy. To, čo by človeku trvalo mesiace alebo roky, zvládne systém za niekoľko hodín. Výhodou je aj to, že monitorovanie môže prebiehať nepretržite. Zatiaľ čo terénni pracovníci navštívia lokalitu len občas, rekordéry počúvajú prírodu 24 hodín denne a zaznamenávajú aj tie najmenšie zmeny.
Biodiverzita mizne rýchlejšie ako kedykoľvek predtým
Dôvod, prečo vedci investujú do podobných technológií, je alarmujúci. Mnohé druhy vtákov, hmyzu či drobných cicavcov zaznamenávajú výrazný pokles populácií. Odborníci upozorňujú, že strata biodiverzity môže mať ďalekosiahle následky nielen pre prírodu, ale aj pre ľudí. Vtáky regulujú populácie škodcov, hmyz zabezpečuje opeľovanie rastlín a zdravé ekosystémy pomáhajú stabilizovať klímu. Ak jednotlivé druhy začnú miznúť, môže sa narušiť celý prírodný systém. Na včasné odhalenie problémov sú však potrebné presné údaje. A práve tie môže priniesť kombinácia bioakustiky a umelej inteligencie.
Netopiere ako veľká výzva
Jednou z najzaujímavejších oblastí výskumu sú netopiere. Tieto nočné tvory patria medzi najťažšie sledovateľné živočíchy. Väčšinu času trávia v tme a komunikujú pomocou ultrazvuku, ktorý ľudské ucho nedokáže zachytiť. Vedci preto využívajú špeciálne zariadenia na zaznamenávanie ich echolokačných signálov. Ani to však nie je jednoduché. Mnohé druhy netopierov používajú podobné frekvencie a svoje zvuky neustále prispôsobujú prostrediu. Výskumníci preto skúmajú aj ich sociálne volania – akési netopierie rozhovory. Práve tieto zvuky bývajú často špecifické pre jednotlivé druhy a mohli by umelej inteligencii pomôcť pri presnejšej identifikácii. Podľa odborníkov by bez moderných klasifikačných systémov trvala analýza nazbieraných údajov desaťročia.
Keď AI objaví niečo, čo človek prehliadol
Jednou z najväčších výhod umelej inteligencie je schopnosť nachádzať vzory, ktoré by si človek nemusel všimnúť. Systémy vyvíjané v rámci projektu BioacAI sa učia vytvárať akési zvukové mapy. Podobné zvuky zoskupujú dohromady a porovnávajú ich s databázami známych druhov. Ak sa objaví neznámy alebo nezvyčajný zvuk, systém naň upozorní vedcov. Tí potom môžu zistiť, či ide o nový druh, novú lokalitu výskytu alebo doteraz nepozorované správanie zvierat. Takéto objavy môžu výrazne rozšíriť naše poznatky o fungovaní prírody.
Budúcnosť ochrany prírody môže byť založená na zvuku
Vedci si predstavujú budúcnosť, v ktorej budú tisíce inteligentných senzorov rozmiestnených po celom svete neustále monitorovať stav prírody. Údaje budú analyzovať algoritmy a výsledky budú v reálnom čase dostupné výskumníkom, ochranárom aj tvorcom environmentálnych politík. Takýto systém by mohol pomôcť odhaliť nové ohniská biodiverzity, sledovať migráciu druhov alebo včas upozorniť na úbytok populácií.
