Sztuczna inteligencja może pomóc bobrom w walce z powodziami, suszami i pożarami
Sztuczna inteligencja może pomóc bobrom w walce z powodziami, suszami i pożarami
AI uratuje bobry? EEAGER to nowy algorytm uczenia maszynowego, który identyfikuje tamy bobrów na podstawie zdjęć satelitarnych i lotniczych.
Kilka lat temu kilku pracowników Google zwróciło się do naukowca z Minnesoty z nietypową propozycją: A gdyby tak nauczyć komputery rozpoznawania siedlisk bobrów z kosmosu?
“Chcieli wiedzieć, czy uważam, że możliwe jest samodzielne znalezienie mokradeł bobrów na zdjęciach lotniczych, a następnie, czy można to rozszerzyć za pomocą uczenia maszynowego” – powiedziała Emily Fairfax, badaczka bobrów i adiunkt geografii na Uniwersytecie Minnesota w programie Megan Williams “As It Happens”.
Fairfax wiedziała, że rozległe tamy bobrów są widoczne na zdjęciach satelitarnych i dronach. Naukowcy od lat znajdują i mapują je w ten sposób. “Kwestia uczenia maszynowego naprawdę mnie zainteresowała, ponieważ mapowanie zajmuje trochę czasu” – powiedziała. “Jeśli możemy nauczyć studentów lub naukowców, jak to zrobić, może moglibyśmy nauczyć tego komputer. A jeśli ktoś wie, jak to zrobić, to będzie to Google”.
Obecnie Fairfax kieruje zespołem inżynierów, naukowców i działaczy na rzecz ochrony przyrody, którzy wykorzystują Earth Engine Automated Geospatial Elements Recognition (EEAGER) do mapowania infrastruktury gryzoni w całej Kalifornii. Projekt jest wspólnym przedsięwzięciem Google, grupy ochrony przyrody Nature Conservancy i stanu Kalifornia. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, ich praca może utorować drogę dla rozbudowy strategii ochrony, aby zwiększyć populację bobrów w tym stanie, zmniejszyć wpływ powodzi i złagodzić pożary.
Wszystko zaczęło się w 2018 roku, kiedy Google zleciło jednemu ze swoich inżynierów mechaników, Eddiemu Corwinowi, pomoc w stworzeniu korporacyjnego programu zarządzania zasobami wodnymi. Corwin połączył siły z konsultantem ds. zrównoważonego rozwoju Danem Ackersteinem i para natknęła się na książkę Alice Outwater “Water: A Natural History”. To właśnie tam dowiedzieli się o ogromnym znaczeniu ekologicznym potężnego bobra. “Przeczytaliśmy ją razem i oboje byliśmy bardzo podekscytowani myśląc o bobrach jako o sposobie na złagodzenie wielu problemów, z którymi zaczynamy się teraz borykać” – powiedział w rozmowie z CBC Corwin, który obecnie jest niezależnym konsultantem ds. zarządzania zasobami wodnymi.
To dlatego, że bobry są niesamowitymi inżynierami, którzy budują tamy, stawy i tereny podmokłe, które przechowują miliony galonów wody. “Przechowując duże ilości wody zarówno na powierzchni w stawach, jak i pod ziemią w glebie, tworzą te duże gąbczaste plamy w krajobrazie, z których rośliny mogą uzyskać dostęp do wody, gdy masz okres suszy – i które, szczerze mówiąc, są po prostu zbyt mokre, aby je spalić, gdy mamy okres pożaru” – powiedziała Fairfax. Struktury te zmniejszają również erozję i skutki powodzi.
“Tak więc, gdy myślimy o zmianach klimatycznych, a susze, powodzie i pożary nasilają się, bobry w pewnym sensie pomagają złagodzić wszystkie te trzy zjawiska” – powiedziała.
Gdy Corwin i Ackerstein zajmowali się bobrami, Google intensywnie inwestowało w sztuczną inteligencję i uczenie maszynowe. “Mniej więcej w tym samym czasie pojawiły się artykuły o największej na świecie tamie bobrowej znalezionej za pomocą Google Earth i zdjęć satelitarnych w Kanadzie” – powiedziała Corwin. “Pomyślałem sobie, że skoro istnieje człowiek, który patrzy na zdjęcia satelitarne i znajduje tamy bobrów, to maszyna też może się tego nauczyć”.
Corwin i Ackerstein stworzyli mały zespół ludzi w Google do pracy nad EEAGER. Z pomocą Fairfax i innych naukowców nauczyli algorytm rozpoznawać, co jest, a co nie jest tamą bobrową. W maju 2023 r. opublikowali badanie pokazujące, że to działa. Teraz współpracują z Kalifornijskim Departamentem Ryb i Dzikiej Przyrody, aby wykorzystać EEAGER do mapowania siedlisk bobrów w całej Kalifornii.
To ważna praca, mówi Fairfax, ponieważ chociaż naukowcy mają całkiem dobre pojęcie o tym, co potrafią bobry, nie wiedzą, ile ich jest ani gdzie rozmieszczone są ich populacje. Dzięki tym informacjom obrońcy przyrody będą w stanie stwierdzić, czy ich wysiłki przynoszą efekty i zidentyfikować nowe lokalizacje do reintrodukcji bobrów.
Podobne prace prowadzone są w Kanadzie w ramach projektu o nazwie Beavers from Space. Jednak w przeciwieństwie do EEAGER, wspólny projekt badawczy Miistakis Institute i Alberta Riparian Habitat Management Society opiera się na żywych wolontariuszach, którzy przeszukują zdjęcia satelitarne w poszukiwaniu tam bobrowych. “Nauka obywatelska nie tylko pozwoliła nam osiągnąć nasze cele naukowe polegające na ocenie, gdzie bobry były (i gdzie ich nie było) w krajobrazie, ale także zaangażowała ludzi, którzy byli zainteresowani dowiedzeniem się więcej o bobrach” – powiedziała w e-mailu Holly Kinas, analityk ds. ochrony przyrody w Miistakis Institute.
Kinas twierdzi, że zawsze będzie istniała potrzeba pracy w terenie wykonywanej przez prawdziwych ludzi, ale technologia taka jak EEAGER również ma do odegrania pewną rolę. “Wykorzystanie technologii, takich jak sztuczna inteligencja i algorytmy, jest korzystne dla ochrony przyrody i w coraz większym stopniu, w tym pracy nad zachęcaniem do współistnienia z bobrami” – powiedziała.
Ludzie nie zawsze byli dobrzy we współistnieniu z bobrami. W przeszłości polowali na te przebiegłe stworzenia w celu handlu futrami lub złośliwie traktowali je jako szkodniki, które obalają drzewa i zalewają uprawy.
Fairfax twierdzi, że te postawy zaczynają się zmieniać. Chociaż wątpi, że bobry kiedykolwiek powrócą do swojej liczebności sprzed kolonizacji, wyobraża sobie przyszłość, w której bobry i ludzie będą czerpać korzyści z życia obok siebie. “Wciąż są ludzie, którzy naprawdę nie są wielkimi fanami bobrów i rozumiem to… One są po prostu agentami chaosu” – powiedziała Fairfax. “Ale ja opisuję je jako chaotyczne dobro”.