1194
Новаторская нейронная сеть, разработанная исследователями из Вудс-Хольского океанографического института, обрабатывает звуки океана в режиме реального времени и определяет активность рыб в 25 раз быстрее человека, что открывает новые возможности для сохранения морских экосистем.
Коралловые рифы являются ключевыми для биоразнообразия океана. Они занимают менее 1% площади океана. Они обеспечивают среду для 25% всех морских видов. Разнообразие рифов создает сложности для исследователей.
Традиционный мониторинг требует много времени и усилий. Ученые использовали подводные регистраторы для записи звуков. Анализ таких данных нуждался в ручной проработке длительных записей. Идентификация рыбьих звуков потребовала часов прослушивания материалов учеными.
Проблемы традиционного мониторинга
Имеющиеся методы исследования имеют серьезные ограничения. Пассивный акустический мониторинг генерирует огромные объемы данных. Анализ этой информации вручную очень медленный. Инструменты обработки сигналов не могут распознавать конкретные звуки рыб.
«Для людей, которые этим занимаются, это ужасная работа, если честно», – отмечает автор исследования Сет МакКаммон. По его словам, такой анализ невероятно изнурителен. Для обработки записей требуется много времени и сосредоточенности. Исследователи проводили часы, прослушивая звуки океана.
Медленность обычного анализа критически ограничивает его полезность. Мировые коралловые рифы находятся под угрозой из-за изменения климата. Чтобы проанализировать данные до такого уровня, человеку нужны годы, – подчеркивает МакКаммон. Такие сроки анализа делают невозможным быстрое реагирование на изменения экосистем.
Инновационное решение на основе искусственного интеллекта
Исследователи разработали альтернативный подход на основе нейронных сетей. Их алгоритм способен анализировать аудиозаписи в режиме реального времени. Система показывает точность, сопоставимую с экспертами-людьми. Однако искусственный интеллект работает в 25 раз быстрее.
Эта разработка открывает новейшие способности для морских исследований. Ученые планируют интегрировать нейронную сеть в разные устройства. Среди них – плавучие причалы для мониторинга в реальном времени. Также разрабатывается автономный подводный аппарат CUREE.
Эта технология может быть установлена на разных платформах. Автоматизированные системы могут выявлять и картографировать горячие точки биологической активности без вмешательства человека.
Будущие перспективы и значения для сохранения рифов
Новая разработка может посодействовать решить базовую делему биоакустики. Ученые стремятся сопоставить каждый уникальный звук с конкретным видом рыбы. В настоящее время для большинства видов такая связь не установлена. Автоматизированный мониторинг ускорит идентификацию звука.
Он называет это "Святым Граалем" морской биоакустики. Распознавание в реальном времени позволит создать устройства, одновременно слышащие и видящие рыб.
Это революционное решение имеет немаловажное значение для сохранения морских экосистем. Оно позволит оперативно реагировать на конфигурации в популяциях рыб. Исследователи смогут обнаруживать виды под угрозой гораздо быстрее. Способность мониторить здоровье рифов в реальном времени станет решающей для их выживания в условиях климатических изменений.
Сет Маккаммон надеется, что его разработка трансформирует экологический мониторинг. Нейронные сети помогут создать подробную картину динамики рифов. Быстрая обработка данных позволит своевременно реагировать на изменения. В эпоху, когда коралловые рифы нуждаются в срочной защите, эта технология чрезвычайно ценна.
