Jak sztuczna inteligencja i kamery 360 pomagają ratować rafy koralowe

Zmiany klimatu wybielały rafy koralowe, dziesiątkując lokalne gatunki morskie, które nazywają je domem, ponieważ przynajmniej pierwsze poważne obserwacje odnotowano na Karaibach w 1980 r. Na szczęście nowy A.I. katalogowanie mające na celu identyfikację regionów geograficznych, w których koral wciąż kwitnie, ma nadzieję odwrócić ten trend, oszczędzając jedne z najbardziej gęstych i zróżnicowanych ekosystemów wodnych na świecie przed całkowitym wyginięciem.

Istnieje wiele powodów, dla których musimy dbać o ratowanie raf koralowych, od etycznych po ekonomiczne. Rafy te, oprócz zakwaterowania około jednej czwartej gatunków morskich, zapewniają światowej gospodarce dochody w wysokości 375 miliardów USD, opiekun i bezpieczeństwo żywnościowe dla pół miliarda ludzi. Bez nich naukowcy twierdzą, że niezliczone gatunki i cała branża rybołówstwa oceanicznego, która od nich zależy, po prostu wyparowałyby.

Problem polega na tym, że jest tylko tyle pieniędzy i tyle czasu na złagodzenie szkód, które już się dokonują, podczas gdy 172 narody, które ratyfikowały Ramową konwencję Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatycznych „Porozumienie paryskie”, ścigają się, aby ograniczyć emisję dwutlenku węgla. Ale międzynarodowe konsorcjum naukowców twierdzi, że ma nadzieję, że sztuczna inteligencja może wypełnić luki i pomóc rafom uzyskać uwagę i zasoby, których potrzebują, aby przetrwać.

W rozwiązaniu zaangażowano zespół naukowców rozmieszczających skutery podwodne z aparatami 360 stopni fotografującymi rafę o powierzchni 1487 mil kwadratowych u wybrzeży wyspy Sulawesi w Indonezji. (Sulawesi, położony pośrodku trójkąta koralowego, otoczony jest najwyższą koncentracją morskiej różnorodności biologicznej na planecie.)

Te obrazy zostały następnie wykorzystane w formie głębokiego uczenia się A.I. który został nauczony w ciągu 400 do 600 zdjęć, aby zidentyfikować typy koralowców i innych bezkręgowców rafowych, aby ocenić zdrowie ekologiczne tego regionu.

„Wykorzystanie A.I. Szybka analiza zdjęć koralowców znacznie poprawiła wydajność tego, co robimy ”- powiedziała w oświadczeniu dr Emma Kennedy, bentosowa ekolog morska z University of Queensland. „To, co zajęłoby naukowcowi rafy koralowej od 10 do 15 minut, teraz zabiera maszynę na kilka sekund”.

„Maszyna uczy się w podobny sposób jak ludzki mózg, rozważając wiele drobiazgowych decyzji na temat tego, na co patrzy, dopóki nie zbuduje obrazu i nie ma wątpliwości, że dokona identyfikacji”.

Kennedy i inni badacze używali również niestandardowego, iteracyjnego algorytmu grupowania w celu identyfikacji raf koralowych na całym świecie, które wydają się najbardziej korzystać z zasobów ochrony. Ich formuła opiera się na 30 metrykach znanych z wpływu na ekologię raf koralowych, podzielonych na kategorie takie jak aktywność historyczna, warunki termiczne, uszkodzenie fali cyklonowej i zachowanie larw koralowców. Mapa tych głównych miejsc dla przyszłej ochrony koralowców została opublikowana w Listy konserwacyjne, czasopismo Society for Conservation Biology pod koniec lipca.

Badania były możliwe dzięki hojnym darowiznom rządu australijskiego, Nature Conservancy, Bloomberg Philanthropies, Tiffany & Co. Foundation oraz Paul G. Allen Family Foundation, której barka dla imienników ma znaczący rekord w dziedzinie rafy koralowej wyczerpanie.

Kennedy i jej zespół mają nadzieję, że te A.I. techniki będą dalej udoskonalane, aby pomóc w zarządzaniu rafami koralowymi na bardziej lokalnym poziomie, a także w kilku ważnych ekologicznie miejscach, w tym w Meso-American Barrier Reef i koralowcach na Hawajach, które musiały zostać wyłączone z badań.

Wierzą, że lokalne wersje ich globalnych badań odniosą korzyści z danych, które nie są jednolicie dostępne dla raf międzynarodowych: informacje o chemii oceanów, „zdolności adaptacyjne” lokalnych raf do wytrzymania zmian klimatycznych lub innych naprężeń w ich systemach lub dane szczegółowe lokalnej zależności gospodarczej od tych raf koralowych.