Нейросеть на волоске: как ИИ обеспечивает безопасность диких зверей
Исследователи из Великобритании разработали камеры и микрофоны на основе искусственного интеллекта (ИИ) для мониторинга диких животных. ИИ-технологии позволяют как распознавать зверей и птиц, так и следить за их перемещениями в дикой природе. Благодаря технологии удалось распознать десятки видов птиц, ежей, оленей и лис и определить их ареал обитания в трех областях страны. Ученые надеются, что нейросети помогут справиться с утратой биоразнообразия в британской фауне. Как в России отслеживают популяции животных и зачем это нужно — разбирались «Известия».
Отслеживание популяций
Информация о местоположении животных необходима ученым, чтобы обеспечить их безопасность на территории обитания. Например, на шотландских железнодорожных линиях создаются так называемые ежовые шоссе: более крупные звери не могут попасть внутрь, а сами ежи могут здесь свободно перемещаться.
А про летучих мышей (животные занесены в Красную книгу России и некоторых других стран) известно, что они часто выбирают для ночлега железнодорожные тоннели и платформы. Зная, где они гнездятся, ученые смогут обеспечить им большую безопасность, сохранить и восстановить среду обитания.
Кроме того, благодаря мониторингу ученые могут увидеть, как изменение климата или антропогенные факторы влияют на поведение животных. Например, согласно исследованию, в 2010 году кашалоты в Мексиканском заливе почувствовали разлив нефти на платформе Deepwater Horizon и отступили из непосредственной зоны аварии. В работе ученым помогают эксперты природоохранной миссии Национального аквариума (в Балтиморе). Вместе они маркируют, отслеживают и изучают дикую природу.
Разработчики из Университета штата Огайо с помощью нейросетей извлекают биологические данные из общедоступных фотографий и видео. Медиафайлы поступают из СМИ, социальных сетей, оцифрованного контента музеев, научных книг и статей. На текущий момент нейросети помогли экспертам проанализировать уже более 17 млн фотографий.
Благодаря такому подходу ученые из Норвегии проанализировали вероятность исчезновения малоизученных видов животных. Если традиционные методы позволяют делать выводы только о ранее изученных животных, то с малоизученными возникает проблема. Теперь выяснилось, что более половины малоизученных видов находятся под угрозой исчезновения. Подробности «Известиям» рассказал основатель и СЕО Mirey Robotics Андрей Наташкин.
Область применения
Одной из главных опасностей для животных, живущих рядом с населенными пунктами, являются автотрассы и железнодорожные пути. Создание коридоров и зеленых мостов поверх трасс (экодуков) обеспечивает животным возможность безопасного передвижения. Причем звери быстро привыкают к появлению новых маршрутов. В России строительство экодуков ведется с 2016 года, первый такой мост был построен на трассе М-3 в Калужской области. С тех пор новые экодуки регулярно появляются в разных регионах России, пояснил «Известиям» менеджер проектов в области ML-based продуктов Глеб Синев.
Экодук в Калужской области на 171-м км трассы М-3
— Используя технологии мониторинга и анализа данных, мы можем выявлять наиболее оптимальные решения для строительства зон вокруг автотрасс и железнодорожных путей, чтобы понизить смертность животных и их влияние на инфраструктуру, — заключил эксперт.
ИИ позволит изучать поведение животных в период климатических изменений. Фиксируя перемещение животных в ареалах обитания, можно будет точно выстроить их маршруты миграции в разных климатических условиях.
Отслеживание дикой природы и ее обитателей необходимо для сохранения популяции и изучения огромного количества растений и животных, в том числе занесенных в Красную книгу, пояснил «Известиям» депутат Московской областной думы, член комитета по природопользованию и экологии Сергей Маликов. По его словам, ИИ помогает безопасно для человека и зверей вести наблюдение за окружающей средой, в прямом эфире передавать информацию, проводить анализ поведения особей и помогать в дальнейшем в изучении флоры и фауны.
— Ученые МФТИ прививают нейросетям способность анализировать снимки фотоловушек. Задачи, на которые сотрудники заповедников тратят до полугода, искусственный интеллект сможет решить за несколько часов. Программа уже легко отличает животных от людей, классифицирует их по видам и учится по особым приметам узнавать конкретных особей. Это непростая задача, если речь не идет о леопардах или тиграх, имеющих уникальные рисунки на шкуре, — поделился эксперт.
Российская система по распознаванию лиц NtechLab в начале этого года приступила к тестированию распознавания диких животных с оповещением МЧС. Как утверждает разработчик, система актуальна для ряда российских регионов, где дикие животные достаточно часто появляются в городах и поселках и могут стать причиной непредвиденных инцидентов. Кроме того, компания планирует заняться тестированием системы по поиску утерянных домашних животных. По версии разработчиков, люди, потерявшие питомцев, смогут загрузить фотографию, а искусственный интеллект сравнит снимки с камер.
— На последнем Петербургском международном экономическом форуме эксперты анонсировали проведение масштабного исследования, целью которого является сохранение биоразнообразия в Арктике. В исследовании будут использоваться крупные беспилотники, способные снимать популяции белых медведей и моржей, а также квадрокоптеры, решающие более точечные задачи. Нейросеть будет оценивать снимки, отсеивать неверные кадры и осуществлять подсчет популяций. Важно, что нейросеть может не просто определить вид животного, но и идентифицировать конкретную особь, — рассказал Андрей Наташкин.
По словам эксперта, использование нейросетей для борьбы с утратой биоразнообразия выглядит логичным. Ученым приходится собирать и анализировать огромный массив данных, и помощь ИИ здесь просто необходима. Кроме того, текущая климатическая повестка лишь усугубляет проблему биоразнообразия. Формальной экологической экспертизы явно недостаточно, чтобы оценить последствия оскудения флоры и фауны.
— Для получения полноценной картины необходимо использование экосистемного подхода, в котором заложена стратегия комплексной оценки и управления земельными, водными и «живыми» ресурсами. В данном случае искусственный интеллект выступает в качестве прикладного инструмента, оценивающего и нынешнюю ситуацию, и прогноз на будущее, — считает эксперт.
Браконьерство
По статистике департамента охоты Минприроды, в России совершается около 56 тыс. случаев браконьерства в год. А ущерб, который браконьеры ежегодно наносят стране, по оценкам ученых и специалистов охотнадзора, превышает 18 млрд рублей. Данные с камер наблюдения, фотоловушек, дронов и других устройств помогут не только распознавать животных, но и выявлять людей, незаконно оказавшихся в заповедниках, — рассказал «Известиям» аналитик практики «Стратегия трансформации» компании «Рексофт консалтинг» Дмитрий Груднев.
— Оповещение о потенциальных браконьерах затем передается уполномоченным службам. ИИ (не только нейросети, но и другие виды машинного обучения) может использоваться для выявления районов с наиболее высоким риском браконьерства на основе данных о прошлых инцидентах, рельефе местности, погодных условиях и других факторах. Это позволит оптимизировать маршруты для патрулирования заповедников, — пояснил эксперт.
