Щороку мільярди птахів подорожують через континенти та океани. Ці подорожі не тільки фантастичні для перегляду, але вони також необхідні для збереження балансу в природі. Птахи запилюють квіти, поширюють насіння та допомагають контролювати шкідників, відіграючи важливу роль у підтримці здорового середовища. Однак їхньому виживанню загрожують такі проблеми, як втрата місць проживання, зміна клімату та розширення міст. Розуміння того, як вони подорожують і живуть, ніколи не було настільки важливим.
У минулому вчені використовували традиційні методи для вивчення міграції птахів, але вони часто були повільними та мали обмежену інформацію. тепер, Штучний інтелект (AI) змінює все. Слухаючи пташині крики та спів, інструменти ШІ допомагають дослідникам зрозуміти, куди летять птахи, скільки їх і що їм потрібно, щоб вижити. Ця нова технологія пропонує ефективні способи захисту та вивчення птахів.
Значення перелітних птахів та акустичного моніторингу
Перелітні птахи життєво важливі для екосистем у всьому світі. Вони діють як індикатори здоров’я навколишнього середовища, а зміни в моделях їх міграції часто демонструють більш значні природні зміни. Наприклад, зменшення чисельності сільської ластівки в Північній Америці вказує на такі проблеми, як втрата середовища існування та зміни популяції комах. Подібно до полярної крячки 40 000-кілометрова міграція допомагає вченим зрозуміти стан полярних і океанічних екосистем.
Прослуховування голосу птахів стало ключовим шляхом у вивченні цих міграцій. Кожен вид птахів має унікальні звуки або акустичні відбитки пальців, за якими дослідники можуть ідентифікувати їх, не бачучи їх. Це особливо корисно, оскільки більшість міграцій птахів відбувається вночі. Вчені можуть дізнатися про те, куди летять птахи та як вони поводяться, записуючи їхні крики в польоті.
Однак традиційними методами сортування величезної кількості записаних звуків було повільним і складним. Штучний інтелект вирішив цю проблему, швидко проаналізувавши аудіодані та визначивши види птахів із надзвичайною точністю. Цей прорив відкрив нові способи вивчення перелітних птахів, зробивши дослідження швидшими, детальнішими та ефективнішими.
Інновації в акустичних дослідженнях на основі ШІ
Такі інструменти на основі ШІ BirdVoxDetect і BirdNET змінили те, як дослідники вивчають перелітних птахів через їхні крики. BirdVoxDetect, розроблений завдяки співпраці Нью-Йоркського університету, Корнельської лабораторії орнітології та Центральної школи Нанта, показує, наскільки потужним може бути машинне навчання в дослідженні птахів. Цей інструмент використовує a нейронна мережа для виявлення та класифікації викликів нічних рейсів із вражаючою точністю навіть у шумному середовищі. Він може відфільтровувати фонові звуки, як-от сигнали автомобільної сигналізації та краплі дощу, водночас ізолюючи та ідентифікуючи крики птахів. До 2024 року BirdVoxDetect проаналізував понад 6600 годин аудіозаписівідентифікуючи сотні тисяч криків птахів. Його здатність оцінювати біомасу птахів є такою ж практичною, як і доплерівський радар, але має додаткову перевагу в тому, що надає дані про специфічні види за набагато меншою ціною.
BirdNET є ще одним важливим інструментом, призначеним як для дослідників, так і для любителів птахів. Це дозволяє користувачам записувати та розпізнавати крики птахів за допомогою лише своїх смартфонів. Під час Великий глобальний день у 2024 році BirdNET допоміг учасникам ідентифікувати понад 900 видів птахів у режимі реального часу, продемонструвавши масштабованість та інклюзивність ШІ в дослідженні птахів. Завдяки нейронним мережам і широким наборам навчальних даних BirdNET зробив дослідження птахів доступними для світової спільноти, надихаючи на нові рівні залучення до охорони природи.
Ці інструменти дозволяють не тільки ідентифікувати види птахів. Вони також підвищують точність відстеження міграційних маршрутів. Наприклад, дослідники, які вивчають арктичних крячок, використовували штучний інтелект, щоб знайти ключові місця зупинки та зрозуміти екологічні фактори, які впливають на їхні подорожі. Ця інформація є важливою для природоохоронних зусиль, оскільки вона допомагає захистити критичні середовища існування та забезпечує ефективне використання ресурсів.
Як штучний інтелект трансформує зусилля щодо збереження
Інструменти на основі ШІ змінюють спосіб захисту птахів та їх середовища проживання. Системи моніторингу в режимі реального часу допомагають містам вживати таких заходів, як вимикання освітлення в будівлях на ніч під час міграційних сезонів. Ці Lights Out Програми добре спрацювали в таких містах, як Чикаго, де тепер менше птахів стикається з хмарочосами.
Такі інструменти, як BirdVoxDetect, також можуть адаптуватися до різних регіонів. Маючи лише невелику кількість навчальних даних, вони можуть ідентифікувати види птахів навіть у районах без традиційних систем моніторингу. Ця гнучкість дозволила вченим вивчати птахів у тропічних лісах Амазонки та в Африці на південь від Сахари. Завдяки автоматизації збору й аналізу даних ці інструменти економлять час і зусилля, полегшуючи проведення широкомасштабних досліджень. Платформи з відкритим кодом, такі як BirdVoxDetect, дозволяють дослідникам ділитися цими технологіями та вдосконалювати їх у всьому світі.
Інші інструменти також значно вдосконалюють використання ШІ для збереження птахів. Nighthawkвдосконалена система, створена на базі BirdVox, забезпечує швидші результати та є більш простою у використанні. Дослідники, які вивчають птахів у таких районах, як Великі озера, повідомили про покращену точність за допомогою цього інструменту. Мерлінрозроблений Корнельською лабораторією орнітології, використовує ШІ, щоб допомогти вченим і спостерігачам за птахами ідентифікувати види. Його мобільний додаток зробив дослідження птахів більш доступними, надихнувши людей у всьому світі брати участь у зусиллях щодо збереження.
Нові технології, такі як мікрофонні матриці, ще більше покращують дослідження птахів. Ці системи можуть визначити місцезнаходження птаха, визначаючи його висоту та напрямок польоту. Такі інституції, як Університет Віндзора, є одними з лідерів цих інновацій, що покращує наші можливості моніторингу міграцій птахів.
Вчені також працюють над моделі фундаменту для біоакустики. Ці моделі призначені для вивчення різних видів та екосистем, від птахів до тварин, таких як кажани та кити. За допомогою цих інструментів дослідники прагнуть поглибити наше розуміння біорізноманіття та розробити кращі стратегії його захисту.
AI робить збереження птахів ефективнішим і ефективнішим. Це допомагає нам збирати важливу інформацію для захисту мігруючих видів і забезпечення виживання в умовах швидких екологічних змін.
Нижня лінія
Штучний інтелект революціонізує вивчення та збереження мігруючих птахів, надаючи потужні інструменти, які покращують наше розуміння їхньої поведінки та середовища існування. Завдяки автоматизації аналізу криків птахів і шаблонів міграції, такі технології, як BirdVoxDetect і BirdNET, полегшують дослідникам і ентузіастам участь у збереженні. Ці інновації підвищують точність відстеження міграційних маршрутів і полегшують моніторинг у реальному часі, дозволяючи містам впроваджувати ефективні стратегії, такі як програми «Lights Out», щоб зменшити зіткнення птахів з будівлями.
ШІ створює нові способи захисту цих критично важливих видів та місць їх існування. Це гарантує, що майбутні покоління зможуть насолоджуватися дивовижними подорожами птахів по всьому світу. Це також допомагає створити міцніший зв’язок із природою та підтримує зусилля щодо її збереження.
