Коралови рифове: 3D картографиране благодарение на изкуствения интелект

Пространствата на Corallo които формират фона на най-красивите подводни изображения, са големи колонии от много малки морски безгръбначни с варовит скелет, наречени полипи.

Известни също като Anthozoa, коралите са живели на морското дъно от хилядолетия и имат решаваща роля за здравето на планетата: Въпреки че покриват по-малко от 0,1% от повърхността на океаните, тези огромни и древни колонии, струпани върху варовикови рифове, осигуряват убежище и местообитание за почти една трета от морските видове известен.

Сериозно застрашен отaumento delle температура и от "замърсяване с антропен произход, коралите страдат от опасно явление, известно като избелване. Тези от Червено мореТе обаче изглеждат по-устойчиви на свързания с климата стрес.

Така че Транснационалният център на Червено море (TRSC) реши да проучи неговите тайни, като започне с внимателен поглед 3D картографиране на коралови рифове. Мислеше да направи всичко това възможно DeepReefMap, система за изкуствен интелект, разработена от изследователи на EPFL.

Изкуственият интелект и климатичната криза: възможност или заплаха?
Изкуственият интелект ще ни помогне да изчистим океаните от пластмаса

Изкуственият интелект веднага влиза в действие за защита на коралите

L 'екологично значение на коралите такова е, че въздействието на тяхното здраве се разпростира и върху човешките популации в различни страни по света. Според изследване на Националната администрация за океаните и атмосферата на САЩ, половин милиард души разчитат на кораловите рифове за безопасност на храните и приходи от туристическа дейност.

Но когато температурата на морето се повишава, The симбиотични водорасли които осигуряват храна на коралите (и им придават характерните им цветове), се изхвърлят и колонията от избелени полипи е обречена да умре.

В отговор на този драматичен феномен организации като TRSC провеждат задълбочени проучвания в опит да отключат тайните на видове корали, присъстващи в Червено море, които изглеждат особено устойчиви на климатични натоварвания.

Инициативата, водена от Лабораторията по биологична геохимия на Федералната политехника на Лозана и TRSC, послужи като тестово поле за DeepReefMap, система от Изкуствен интелект разработен в Лабораторията за компютърни науки за околната среда и наблюдение на Земята (ECEO) на EPFL.

Новият AI е способен да произвежда стотици метри 3D карти за няколко минути, започвайки от изображения, заснети с камери, които обикновено се предлагат на пазара, и е в състояние да класифицира различните корали.

"С тази нова система всеки може да участва в картографирането на световните коралови рифове“, Обяснява той Самюел Гардаз, координатор на проекти TRSC, “това наистина ще стимулира изследванията в тази област, намалявайки натоварването, количеството оборудване и логистика и разходите, свързани с ИТ".

Ефектът… хамелеон от биоразградими 3D сензори и дисплеи
Големият бариерен риф страда. Проблемът? Човешките същества…

Картографиране на стотици метри коралов риф за минути

Както четем в проучването, току-що публикувано на „Методи в екологията и еволюцията”"100-метрова видео секция, получена за 5 минути гмуркане с a достъпна камера от потребителски клас може да се трансформира напълно автоматично в семантичен облак от точки 5 минути".

Истинска революция за картографиране на коралови рифове, което традиционно изисква огромни ресурси, много време и работа на специалист. Тези ограничения силно ограничават, а в някои случаи напълно предотвратяват мониторинг на коралови рифове от държави, които не разполагат с необходимите ресурси и технически опит.

Благодарение на новата система Изкуствен интелект разработена от изследователи на EPFL, в бъдеще данните могат да се събират от всеки, дори и от водолази за развлечение, при условие че са оборудвани с камера.

Всичко, което трябва да направят, е да плуват бавно над коралов риф и да правят снимки, докато вървят напред. Те ще служат както трябва добри танкове и много издръжлива батерия за картографиране на стотици метри коралов риф.

За да могат да снимат по-големи площи, швейцарски изследователи са разработили a PVC структура оборудван с шест камери (три отпред и три отзад), които могат да се управляват от едно и също лице. И това устройство също съществува в версия с ниска цена, да включва и водолазни екипи, работещи с ограничени бюджети.

"Истинска революция в света на опазването на екосистемите", той твърди Гилхем Банк-Пранди, научен сътрудник в Лабораторията по биологична геохимия на Политехническия университет в Лозана и научен директор на TRSC.

Морското убежище в сърцето на Тихия океан заплашва... риболова?
Договор на ООН за океана: Чили е първата страна, която подписва

Цифров близнак на кораловия риф за улесняване на защитата му

За разлика от по-старите програми за 3D картографиране, DeepReefMap няма проблеми с лошо осветление и дифракция, типична за подводни изображения: le дълбоки невронни мреживсъщност те могат да се адаптират към тези условия. Освен това съществуващите програми работят само с изображения с висока разделителна способност.

"Те също така са ограничени, когато става дума за мащаб: при разделителна способност, при която отделните корали могат да бъдат идентифицирани, най-големите 3D карти са дълги няколко метра, което изискваогромно количество време на обработка“, Обяснява той Девис Туя, професор в ECEO. “С DeepReefMap ние сме ограничени само от това колко дълго водолазът може да остане под водата".

"Нашата цел беше да разработим система, която да бъде полезна за учените, работещи в областта, и която може да бъде разгърната бързо и широко.“, Обяснява той Джонатан Саудър, който работи върху разработването на DeepReefMap за докторската си дисертация.

"Нашият метод не изисква скъп хардуер“, подчертава изследователят, „достатъчен е компютър с основен графичен процесор. Семантичното сегментиране и 3D реконструкцията се извършват при същата скорост като възпроизвеждането на видео".

"Системата е толкова лесна за изпълнение, че ще можем наблюдавайте промените в кораловия риф с течение на времето, за да се идентифицират приоритетни зони за опазване“, добавя Банк-Пранди.

Новите 3D карти ще бъдат обогатени с други данни, вариращи от популационната генетика до адаптивния потенциал на коралите. Този процес, обяснява научният директор на TRSC, „може да доведе до създаването на истински цифров близнак на кораловия риф".

Непубликуван атлас на морските местообитания за опазване на океаните
Таня Цимерман: „Опитваме се да „материализираме“ енергията“