Искусственный интеллект изучает “песню рифа” для определения состояния экосистемы
Коралловые рифы — одна из самых потрясающих и разнообразных экосистем Земли. Тем не менее, из-за антропогенного изменения климата, приводящего к потеплению океанов, мы наблюдаем, как гибнет все большее число этих живых мест обитания.
Актуальность кризиса, с которым сталкиваются коралловые рифы по всему миру, была подчеркнута в недавнем исследовании, которое показало, что 91% Большого Барьерного рифа Австралии испытали обесцвечивание кораллов летом 2021-22 годов из-за теплового стресса от повышения температуры воды.
Определение состояния рифов является ключом к оценке масштабов проблемы и разработке способов вмешательства для спасения этих экосистем, и был разработан новый инструмент искусственного интеллекта (ИИ) для измерения состояния рифов с использованием… звука.
Исследования, проводимые в Великобритании, используют искусственный интеллект для изучения звукового ландшафта индонезийских рифов, чтобы определить состояние экосистем. Результаты, опубликованные в журнале Ecological Indicators, показывают, что инструмент искусственного интеллекта может выучить “песню рифа” и определить состояние рифа с точностью 92%.
Полученные результаты используются для отслеживания прогресса в восстановлении рифов.
“Коралловые рифы сталкиваются с многочисленными угрозами, включая изменение климата, поэтому жизненно важно следить за их здоровьем и успехом природоохранных проектов”, — говорит ведущий автор Бен Уильямс из Британского Университета Эксетера.
“Одна из основных трудностей заключается в том, что визуальные и акустические исследования рифов обычно основаны на трудоемких методах. Визуальные исследования также ограничены тем фактом, что многие обитатели рифов прячутся или активны ночью, в то время как сложность рифовых звуков затрудняет определение состояния рифов с помощью отдельных записей.
“Наш подход к этой проблеме состоял в том, чтобы использовать машинное обучение – посмотреть, сможет ли компьютер выучить песню рифа. Наши результаты показывают, что компьютер может улавливать паттерны, которые невозможно обнаружить человеческим ухом. Он может быстрее и точнее сообщить нам, как обстоят дела с рифом”.
Рыбы и другие существа издают разнообразные звуки в коралловых рифах. В то время как значение многих из этих вызовов остается загадкой, новый алгоритм машинного обучения может в целом отличать здоровые и нездоровые рифы.
Записи, использованные в исследовании, были сделаны в рамках проекта Mars Coral Reef Restoration Project, который занимается восстановлением сильно поврежденных рифов в Индонезии.
Соавтор исследования доктор Тим Ламонт, морской биолог из Ланкастерского университета, сказал, что метод искусственного интеллекта дает преимущества в мониторинге коралловых рифов.
“Это действительно захватывающее событие”, — говорит Ламонт. “Звукозаписывающие устройства и искусственный интеллект можно было бы использовать по всему миру для мониторинга состояния рифов и определения того, работают ли попытки защитить и восстановить их.
“Во многих случаях проще и дешевле установить подводный гидрофон на рифе и оставить его там, чем заставлять опытных дайверов неоднократно посещать риф для его обследования, особенно в отдаленных местах”.