- Możemy być ostatnim pokoleniem, które jest w stanie uratować środowisko i ludzkość
- Świat może być piękniejszy i lepszy, jeśli odpowiednio zaangażujemy cyfrowych obrońców przyrody
- Dzięki nowym technologiom mapowane są zagrożone wyginięciem gatunki, a śledzeni ich wrogowie – kłusownicy
Majestatyczne humbaki. Ile ich jest? Podobno około 80 tysięcy. W porę zareagowano, kiedy w połowie XX wieku zostało przy życiu już tylko 10 procent wcześniejszej populacji. A nosorożce jawajskie? Jest ich zaledwie… 70. Żyrafy… Naukowcy i obrońcy przyrody robią, co mogą, by je ocalić. Do akcji wkracza też sztuczna inteligencja.
Czerwona lista, żółte światło
Założona w 1964 roku Międzynarodowa Unia Ochrony Przyrody (IUCN) prowadzi „Czerwoną listę gatunków zagrożonych”. To najbardziej wszechstronne źródło wiedzy na temat globalnego stanu ochrony gatunków zwierząt, grzybów i roślin. Dostarcza informacji o zasięgu, wielkości populacji, siedliskach i działaniach ochronnych, które pomogą w podjęciu niezbędnych decyzji dotyczących ochrony. Obecnie znajduje się na niej ponad 28 tysięcy gatunków ze stu tysięcy monitorowanych przez IUCN.
Do tej pory człowiek zidentyfikował, nazwał i opisał 1,3 miliona gatunków. Nie znamy o wiele więcej, mówi się o ponad 8 milionach. Zróżnicowanie wszystkich żywych organizmów w ekosystemach lądowych, morskich i słodkowodnych to bioróżnorodność. Ma kluczowe znaczenie w całej ewolucji. By ją chronić, trzeba przewidywać, zapobiegać oraz zwalczać przyczyny zmniejszania się lub jej zanikania.
Pod koniec ubiegłego roku księga została zaktualizowana. Dla przykładu dwa gatunki żyrafy po raz pierwszy uzyskały status „krytycznie zagrożonych”. Takich gatunków jest łącznie ponad 6 tysięcy, a wśród nich między innymi pancernik olbrzymi, sęp biały czy krokodyl filipiński.
Możemy być ostatnim pokoleniem, które jest w stanie uratować środowisko i ludzkość… Jeśli nie będziemy ciężko pracować, przyszła ludzkość stanie w obliczu niewyobrażalnego chaosu
Thomas Lovejoy
Może to być ostatni sygnał ostrzegawczy. Przedstawiciele 73 gatunków zwierząt żyją już wyłącznie w zoo i rezerwatach, a na liście całkowicie wymarłych jest ich aż 873, wśród nich przepiękna barasinga tajska, czyli jeleń Schomburgka. Ostatni rogacz tego gatunku został zastrzelony przed drugą wojną światową.
Ale obrońcy przyrody mają teraz fantastyczne narzędzie. Sztuczna inteligencja, widzenie komputerowe, robotyka, internet rzeczy i uczenie maszynowe stają na straży środowiska naturalnego w wielu miejscach świata.
Już wcześniej pisaliśmy, jak za pomocą oka robotycznej ryby naukowcy chcą śledzić tajemniczego rekina arktycznego, a mikrofony ze starych komórek podsłuchują nie tylko dźwięk pił spalinowych, które trzebią lasy deszczowe, ale i śpiewy różnych gatunków egzotycznych ptaków czy rechot żab. Platforma Rainforest Connection jest naukowo wykorzystywana do akustycznej obserwacji zagrożonych wyginięciem zwierząt, na przykład dwóch gatunków papug w jednym z rezerwatów w Ekwadorze.
Zobaczyć śpiew humbaka
Humbaki dzięki wieloletnim staraniom, ściganiu kłusowników i akcjom ratunkowym znów licznie pływają w morzach i oceanach. Od ponad 60 lat pilnują ich ekolodzy i naukowcy, a długopłetwców wciąż przybywa. Notowane obecnie na „Czerwonej liście” jako gatunki „najmniejszej troski”, znane są ze swoich śpiewów słyszalnych na przestrzeni setek kilometrów, trwających około 10-25 minut. Naukowcy nie są pewni, czemu służą te dźwięki. Mogą być elementem godów lub formą porozumiewania się na otwartym oceanie.
Adres filmu na Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=JE3-LkMqBfM
Źródło: Google / YouTube
Ale dźwięki połączone z lokalizacją to doskonałe dane dla algorytmów. Dlatego Google nawiązał współpracę z Narodową Administracją Oceanów i Atmosfery Stanów Zjednoczonych (National Oceanic and Atmospheric Administration – NOAA), amerykańską instytucją rządową zajmującą się prognozowaniem pogody, aby stworzyć rozwiązanie, które potrafi śledzić wieloryby. Używa sztucznej inteligencji do ochrony populacji humbaków i chwali się swoim projektem przy każdej okazji. Program uczenia maszynowego pozwala śledzić, gdzie żyją humbaki i dokąd podróżują. Do szkolenia sieci neuronowej wykorzystano dane z 19 lat: podwodne dźwięki zebrane przez NOAA. Menedżerka produktu w Google AI Julie Cattiau przyznaje, że uczenie maszynowe jest w stanie łatwo odróżnić dźwięk humbaków od odgłosów wydawanych przez inne podwodne ssaki. Ludzie tego nie potrafią.
Na potrzeby tego projektu sztuczna inteligencja zamienia dźwięk w obraz. „Zaczęliśmy od przekształcenia podwodnych danych dźwiękowych w wizualną reprezentację dźwięku zwanego spektrogramem, a następnie wytrenowaliśmy nasz algorytm na wielu przykładowych spektrogramach oznaczonych prawidłową nazwą gatunku” – wyjaśnia Cattiau na stronie projektu. W przyszłości Google wraz z NOAA zamierzają wykorzystać klasyfikator, aby pomóc ludziom lepiej zrozumieć zachowanie humbaków, identyfikując zmiany w lokalizacji lęgowej lub szlakach migracji. Algorytmy pilnują wielorybów, aby już nigdy nie doszło do sytuacji sprzed kilkudziesięciu lat.
ID żyrafy
Inne gatunki mają mniej szczęścia. Dla przykładu w ciągu ostatnich 30 lat populacja żyraf z gatunku siatkowanych w północnej Kenii spadła o blisko połowę. Obserwacja wciąż wędrujących długoszyich zwierząt, przemierzających codziennie dziesiątki kilometrów na dużym obszarze, jest trudna. Ocenianie migracji zwierząt, siedlisk i liczby żyraf zajmuje naukowcom dużo czasu i bardzo dużo kosztuje.
Okazuje się, że sztuczna inteligencja jest dobrze przygotowana do identyfikacji poszczególnych zwierząt ze zdjęć i kategoryzacji wielu milionów zdjęć z fotopułapek. Dzięki postępom w zakresie mocy obliczeniowej i uczenia maszynowego komputery mogą teraz uczyć się samodzielnie, korzystając z banków danych.
Amerykańska organizacja non-profit Wild Me opracowała program Wildbook, który automatycznie identyfikuje zwierzęta według ich unikalnych wzorów na sierści, a nawet konturów uszu. Tak, nie chodzi tu o odróżnianie żyraf od słoni, SI jest w stanie śledzić każdą żyrafę osobno.
Organizacja współpracuje z Fundacją Ochrony Żyraf. Setki zdjęć z powietrza wykonywanych przez kilka dni przesyłanych jest łącznie z lokalizacją do bazy danych Giraffe Spotter, a system generuje ocenę stanu populacji. W bazie danych są już informacje o 5 tysiącach zidentyfikowanych żyraf.
Wild Me współpracuje też z rządem Kenii, mapując przemieszczanie się zebr z danych pochodzących ze zdjęć wykonanych na ziemi i z dronów. Fotografie dla systemu widzenia komputerowego wykonuje łącznie 700 osób.
Adres filmu na Youtube: https://www.youtube.com/watch?time_continue=23&v=TLw_I1ghvLM
Źródło: NVIDIA / YouTube
Śmiertelnie niebezpieczny róg
Obecnie w Afryce pozostało tylko około 17 tysięcy białych nosorożców, a jeszcze mniej nosorożców czarnych – około 5,3 tysiąca. Jawajskie zobaczymy już tylko w dwóch rezerwatach – jest ich zaledwie około 70.
Pozyskiwanie rogu doprowadziło do prawdziwej apokalipsy dla tych gatunków. Kłusownicy trzebią je na potęgę, bo róg jest wart więcej niż kokaina. Chińczycy i Wietnamczycy wierzą, że to afrodyzjak, leczy potencję i jest antidotum na raka. To do ich krajów trafia blisko 100 procent rogów nosorożca. Ufają „dzikiej” medycynie, mimo że wszystkie dotychczasowe badania kliniczne dowodzą niezbicie, że róg nosorożca nie ma żadnych właściwości leczniczych. To tak, jakby jeść mielone paznokcie i wierzyć, że uzdrowią.
Dlatego Cisco i Dimension Data połączyły siły w projekcie Connected Conservation (ang. połączona ochrona), by chronić zagrożone wyginięciem gatunki. Badają i wdrażają szereg różnych technologii na południu Afryki, aby walczyć z kłusownictwem. Wykorzystują przy tym potencjał internetu rzeczy (IoT) do monitorowania osób od momentu wejścia do rezerwatów aż do chwili, gdy je opuszczają.
Równie ważne dla projektu jest zbieranie, zestawianie, analiza i weryfikacja informacji o wszystkich pracownikach parku: od strażników, personel ochrony, zespoły techniczne po zawiadujących centrum kontroli.
Wykorzystując wszystkie zebrane informacje, zainstalowano hotspoty wi-fi w różnych kluczowych punktach rozmieszczonych wokół rezerwatu. Drony z kamerami na podczerwień i czujnikami termowizyjnymi śledzą ludzi i pojazdy, tropiąc kłusowników. Czujniki IoT połączone w inteligentnej sieci zostały rozmieszczone wokół rezerwatu i w jego najwrażliwszych obszarach.
Adres filmu na Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=rOWW0LwKc0g
Źródło: Cisco / YouTube
Projekt ma w przyszłości objąć również ochronę między innymi lwów i słoni.
„Connected Conservation pozwoli naszym dzieciom cieszyć się dziką przyrodą, którą my się cieszyliśmy, i zapewni, że nie zostanie ona zniszczona dla przyszłych pokoleń” – wyjaśnia założenia projektu Chris Dedicoat, wiceprezes ds. sprzedaży Cisco.
Naukowcy cisną polityków
„Czerwona lista” IUCN zawiera informacje o siedliskach i liczebności wszystkich ocenianych gatunków, a także mapę ich występowania. Ma ona niską rozdzielczość. W wydanym 16 lipca numerze „Trends in Ecology and Evolution” badacze pracujący pod okiem dr. Thomasa Brooksa, głównego naukowca IUCN, opisali, że syntetyzowanie wielu danych umożliwi uzyskanie mapy o wysokiej rozdzielczości. Wskażą one, gdzie mogą żyć dane gatunki, czyli tak zwane obszary siedlisk. Do tej pory człowiek nie był w stanie sam nakreślić takiej mapy. Z pomocą przyszło uczenie maszynowe i możliwość łączenia różnych danych.
„Otrzymujemy dokładniejsze dane przestrzenne o tym, gdzie może występować siedlisko danego gatunku” – powiedział w rozmowie z IUCN dr Stuart Pimm, profesor ekologii konserwatorskiej, współprowadzący badanie. Technika została już zastosowana do generowania map obszaru siedlisk dla ponad 20 tysięcy gatunków ssaków, ptaków i płazów, łącząc dane z „Czerwonej listy” z danymi z teledetekcji. W badaniu wzięło udział wielu innych naukowców z pięciu kontynentów: z Brazylii, Chin, Indii, Włoch, Republiki Południowej Afryki, Szwajcarii, Wielkiej Brytanii i Stanów Zjednoczonych. Wsparł ich Microsoft.
Mapowanie obszaru siedliska jest również ważne w praktyce ochrony przyrody. „Dzięki owym technologiom rozumiemy obecne rozmieszczenie gatunków. Połączenie tych informacji ze scenariuszami zmian użytkowania gruntów pozwala nam na prognozowanie prawdopodobnej zmiany siedlisk dostępnych gatunkom w przyszłości. Stosując tę technikę (…), możemy wspierać kluczowe decyzje polityczne dotyczące ochrony różnorodności biologicznej” – komentuje dla IUCN dr Carlo Rondinini z Uniwersytetu Sapienza w Rzymie.
W listopadzie przyszłego roku rządy świata spotkają się w Kunming w Chinach, aby wynegocjować nowe „ramy bioróżnorodności po 2020 roku”. Kończy się już Dekada Bioróżnorodności 2011-2020, działanie zainicjowane przez Zgromadzenie Ogólne Narodów Zjednoczonych na te dziesięć lat. W 2010 roku 196 krajów krajów będących stronami ONZ-owskiej Konwencji o różnorodności biologicznej z 1993 roku zatwierdziło strategiczny plan, który zachęca rządy do rozwijania krajowych przepisów i sposobów ochrony przyrody. Zawiera on dwadzieścia nadrzędnych celów, zwanych celami Aichi (od japońskiej miejscowości, gdzie wtedy obradowano).
Thomas Lovejoy, profesor Wydziału Nauki o Środowisku i Polityki na Uniwersytecie George Mason, zwany „ojcem chrzestnym bioróżnorodności”, powiedział niedawno, że planowane rozmowy mają znaczenie historyczne. I przestrzegał: „Możemy być ostatnim pokoleniem, które jest w stanie uratować środowisko i ludzkość… Jeśli nie będziemy ciężko pracować, przyszła ludzkość stanie w obliczu niewyobrażalnego chaosu”.