انقراض
تحقیقات درباره هوش مصنوعی

هوش مصنوعی می‌تواند گونه‌های در معرض انقراض را نجات دهد

سرفصل‌های مقاله

تعداد فزاینده‌ای از محققان، برای نظارت بر تنوع زیستی و تقویت تلاش‌ها برای کمک به نجات گونه‌های در معرض انقراض، به هوش مصنوعی روی می‌آورند.

 برخلاف روش‌های مرسوم که ممکن است اکوسیستم‌ها را مختل کند یا به زمان، نیروی کار و منابع قابل‌توجهی نیاز دارد، هوش مصنوعی این پتانسیل را دارد که به سرعت و به طور موثر مقادیر زیادی از داده‌های دنیای واقعی را تجزیه‌وتحلیل کند.

«کارل چالمرز» که در Conservation AI – یک سازمان غیرانتفاعی مستقر در لیورپول که از فناوری هوش مصنوعی برای پروژه‌های مختلف زیست‌محیطی استفاده می‌کند مشغول مطالعه یادگیری ماشینی است، می‌گوید: «بدون هوش مصنوعی، ما هرگز به اهداف سازمان ملل برای حفاظت از گونه‌های در خطر انقراض نخواهیم رسید.»

هوش مصنوعی و نجات گونه‌های در معرض انقراض

گونه‌های در معرض انقراض
هوش مصنوعی و نجات گونه‌های در معرض انقراض

گونه‌ها با سرعتی صدها تا هزاران برابر سریع‌تر از میلیون‌ها سال پیش ناپدید می‌شوند و تا یک میلیون گونه در آستانه انقراض قرار دارند. در پاسخ، سازمان ملل متحد در سال 2020 هدفی را برای حفاظت از حداقل 30 درصد از زمین و اقیانوس‌های زمین تا پایان این دهه تعیین کرد.

«نیکلاس ماییل» بنیان‌گذار The Future Society که یک سازمان بین‌المللی غیرانتفاعی با هدف مدیریت بهتر هوش مصنوعی است، می‌گوید هوش مصنوعی «ناکامل» است، اما می‌تواند اکتشافات مهم را تسریع بخشد. او می‌گوید: «ما برای طراحی مدل‌ها، جمع‌آوری، برچسب‌گذاری، بررسی کیفیت و تفسیر داده‌ها، به متخصصان انسانی در این حلقه نیاز داریم.»

تجزیه‌وتحلیل صدانگاری محیط (Soundscape)

«یورگ مولر» بوم‌شناس دانشگاه وورزبورگ آلمان و همکارانش نشان داده‌اند که ابزارهای هوش مصنوعی می‌توانند با شناسایی گونه‌های جانوری از طریق ضبط صوت‌های مختلف، به اندازه‌گیری تنوع زیستی در جنگل‌های استوایی کمک کنند.

در مطالعه‌ای که در 17 اکتبر در Nature Communications منتشر شد، محققان از هوش مصنوعی برای تجزیهوتحلیل «صدانگاری» حیوانات در Choco، منطقه‌ای در اکوادور که به‌خاطر تنوع گونه‌های غنی‌اش معروف است، استفاده کردند. 

آنها ضبط کننده‌ها را در 43 قطعه زمین قرار دادند که نشان‌دهنده مراحل مختلف بازیابی بود: جنگل‌هایی که در حین جنگل‌زدایی دست نخورده بودند، مناطقی که پاک‌سازی اما سپس رها شده بودند و شروع به رشد مجدد کردند، و زمین‌های جنگل‌زدایی شده که به طور فعال برای کاشت کاکائو از آن‌ها استفاده می‌شد. 

آنها فایل‌های صوتی را در اختیار کارشناسان قرار دادند و کارشناسان توانستند 183 پرنده، 41 دوزیست و 3 گونه پستاندار را در این مناطق شناسایی کنند.

محققان همچنین ضبط‌های خود را به نوعی مدل هوش مصنوعی به نام «شبکه عصبی کانولوشنال» (CNN) که قبلا برای شناسایی صداهای پرندگان توسعه داده شده بود، مجهز کردند.

 سی‌ان‌ان توانست 75 گونه از پرندگانی را که کارشناسان در اختیار داشتند، انتخاب کند، اما مجموعه داده‌های این مدل هوش مصنوعی محدود و تنها شامل 77 گونه پرنده بود که ممکن است در منطقه وجود داشته باشند. 

مولر می‌گوید: «نتایج ما نشان می‌دهد که هوش مصنوعی برای شناسایی جامع‌تر گونه‌ها در مناطق استوایی از روی صدا، آماده است. اکنون تنها چیزی که نیاز است داده‌های آموزشی بیشتری است که توسط انسان‌ها جمع‌آوری شده باشد.»

این تیم می‌گوید که استفاده از هوش مصنوعی برای اندازه‌گیری دقیق تنوع زیستی جنگل‌های احیاشده حیاتی است.

تصاویر دوربین‌های تله‌ای

محققان در هوش مصنوعی مکالمه‌ای همچنین مدل‌هایی را توسعه داده‌اند که می‌توانند فیلم‌ها و تصاویر پهپادها یا دوربین‌های تله‌ای را برای شناسایی حیات وحش – از جمله گونه‌های در معرض انقراض – و ردیابی حرکات حیوانات بررسی کنند.

آن‌ها یک پلتفرم آنلاین رایگان ایجاد کردند که از این فناوری برای تجزیه‌وتحلیل خودکار تصاویر، ویدیو یا فایل‌های صوتی، از جمله داده‌های فیلم‌های دوربین‌های تله‌ای و سایر حس‌گرهایی که کاربران تاییدشده آپلود می‌کنند، استفاده می‌کند. اگر گونه‌ای که مورد علاقه پژوهشگران است در فیلم‌های آپلودشده حضور داشته باشد، کاربران می‌توانند از طریق ایمیل از این موضوع مطلع شوند.

 Conversation AI تاکنون بیش از 12.5 میلیون تصویر را پردازش و بیش از 4 میلیون ظاهر حیوانی را در 68 گونه، از جمله پانگولین‌های در حال انقراض در اوگاندا، گوریل‌ها در گابن و اورانگوتان‌ها در مالزی شناسایی کرده است. 

«پل فرگوس» یکی از محققان اصلی Conservation AI می‌گوید: «این پلتفرم می‌تواند ده‌ها هزار تصویر را در ساعت پردازش کند، برخلاف انسان‌هایی که در بهترین حالت می‌توانند چند هزار عکس را پردازش کنند.

 او می‌افزاید: «سرعت پردازش داده‌ها توسط هوش مصنوعی می‌تواند به حافظان محیط زیست اجازه دهد تا از گونه‌های آسیب‌پذیر در برابر تهدیدات ناگهانی – مانند شکار غیرقانونی و آتش‌سوزی – به سرعت محافظت کنند.» هوش مصنوعی حفاظت از محیط زیست، قبلا یک شکارچی پانگولین را با تجزیه‌وتحلیل فیلم‌ها در زمان واقعی، دستگیر کرده است.

علاوه بر نظارت بر تنوع زیستی در زمان واقعی، می‌توان از هوش مصنوعی برای مدل‌سازی اثرات فعالیت‌های انسانی بر روی یک اکوسیستم و بازسازی تغییرات تاریخی هم استفاده کرد.

 محققان از هوش مصنوعی برای کشف این‌که چگونه تخریب زیست محیطی یک قرن در اکوسیستم آب شیرین، منجر به از بین رفتن تنوع زیستی شده است استفاده کرده‌اند.

اگرچه امروز به خوبی مستند شده که فعالیت‌های انسانی منجر به از دست دادن تنوع زیستی در رودخانه‌ها و دریاچه‌ها شده است، اما هنوز در مورد این‌که کدام‌یک از عوامل محیطی بیشترین تاثیر را در گونه‌های در معرض انقراض دارند، اطلاعات کمی داریم.

«لویزا اورسینی» که در دانشگاه بیرمنگام بریتانیا به مطالعه بیوسیستم‌های تکاملی می‌پردازد، می‌گوید: «داده‌های بلندمدت برای پیوند دادن تغییرات در تنوع زیستی با تغییرات محیطی و تعریف اهداف حفاظت‌پذیر قابل دستیابی، حیاتی هستند.»

اورسینی و همکارانش مدلی را توسعه دادند که تنوع زیستی را با تغییرات زیست‌محیطی تاریخی با استفاده از هوش مصنوعی مرتبط می‌کند. 

در مطالعه‌ای که در اوایل سال جاری در eLife منتشر شد، این تیم به مواد ژنتیکی دست یافتند که طی قرن گذشته توسط گیاهان، حیوانات و باکتری‌ها در رسوبات یک دریاچه باقی مانده بود. لایه‌های رسوب تاریخ‌گذاری شدند و DNA محیطی برای تعیین توالی آن‌ها استخراج شد.

سپس دانشمندان این داده‌ها را با اطلاعات آب‌وهوایی از یک ایستگاه هواشناسی و داده‌های آلودگی شیمیایی به‌دست آمده از اندازه‌گیری‌های مستقیم و بررسی‌های ملی را با استفاده از هوش مصنوعی ترکیب کردند تا اطلاعات را مدیریت کنند.

 اورسینی می‌گوید هدف این بود که همبستگی‌ها موجود را بین «آشفتگی» داده‌ها شناسایی کنیم.

آن‌ها دریافتند که وجود حشره‌کش‌ها و قارچ‌کش‌ها، همراه با رویدادهای شدید دمایی و بارندگی، می‌تواند تا 90 درصد از کاهش تنوع زیستی در دریاچه را توضیح دهد.

«جیاروی ژو» یکی از نویسندگان این مطالعه می‌گوید: «با یادگیری از گذشته، ما ارزش رویکردهای مبتنی بر هوش مصنوعی را برای درک عوامل قبلی از دست دادن تنوع زیستی به نمایش گذاشتیم.»

اورسینی می گوید: «مزیت اصلی استفاده از هوش مصنوعی این است که بدون فرضیه، و مبتنی بر داده است. هوش مصنوعی از داده‌های گذشته “یاد می‌گیرد” و روندهای آینده در تنوع زیستی را با دقت بالاتری نسبت به قبل پیش‌بینی می‌کند.» که می‌تواند به نجات گونه‌های در معرض انقراض بیانجامد.

«نیکلاس ماییل» امیدوار است که هوش مصنوعی بتواند به طور معمول در تلاش‌های حفاظتی در دنیای واقعی در آینده نزدیک به کار رود.

 او می‌گوید: «به وضوح این راهی است که باید رفت.» اما او هشدار می‌دهد که خود هوش مصنوعی برای پردازش این محاسبات عظیم، نیازمند مصرف منابع طبیعی مانند آب و مصرف شدید انرژی است.

بنابراین هنگام استفاده از هوش مصنوعی برای حفظ محیط زیست، باید ریسک‌های زیست‌محیطی آن را هم درنظر گرفت و مدیریت کرد.

مهران
مهران