Koraļļu rifi: 3D kartēšana, pateicoties mākslīgajam intelektam

Izplatības corallo kas veido fonu skaistākajiem zemūdens attēliem, ir lielas ļoti mazu jūras bezmugurkaulnieku kolonijas ar kaļķainu skeletu, ko sauc par polipiem.

Pazīstams arī kā Anthozoa, koraļļi ir dzīvojuši jūras gultnē tūkstošiem gadu, un tiem ir a svarīga loma planētas veselībā: Neskatoties uz to, ka tās pārklāj mazāk nekā 0,1% okeāna virsmas, šīs milzīgās un senās kolonijas, kas sagrupētas kaļķakmens rifos, nodrošina patvērumu un dzīvotni gandrīz trešdaļa jūras sugu zināms.

Nopietni apdraudējaaumento delle temperatūra un nopiesārņojums antropiskas izcelsmes koraļļi cieš no bīstamas parādības, kas pazīstama kā balināšana. Tie no sarkanā jūraTomēr tie šķiet izturīgāki pret ar klimatu saistīto stresu.

Tāpēc Transnacionālais Sarkanās jūras centrs (TRSC) nolēma izpētīt savus noslēpumus, sākot ar rūpīgu ieskatu Koraļļu rifu 3D kartēšana. Viņš domāja, kā to visu padarīt iespējamu DeepReefMap, mākslīgā intelekta sistēma, ko izstrādājuši EPFL pētnieki.

Mākslīgais intelekts un klimata krīze: iespēja vai draudi?
Mākslīgais intelekts palīdzēs mums attīrīt okeānus no plastmasas

Mākslīgais intelekts nekavējoties sāk darboties, lai aizsargātu koraļļus

L 'koraļļu ekoloģiskā nozīme tas ir tāds, ka viņu veselības ietekme attiecas arī uz cilvēku populācijām dažādās pasaules valstīs. Saskaņā ar Amerikas Savienoto Valstu Nacionālās okeānu un atmosfēras pārvaldes veiktajiem pētījumiem, pusmiljards cilvēku paļaujas uz koraļļu rifiem uz nodrošinātība ar pārtiku un ienākumi no tūrisma aktivitātēm.

Bet, kad jūras temperatūra paaugstinās, tad simbiotiskās aļģes kas nodrošina koraļļiem barību (un piešķir tiem raksturīgās krāsas), tiek izvadīti, un balinātajai polipu kolonijai ir lemts mirt.

Reaģējot uz šo dramatisko parādību, tādas organizācijas kā TRSC veic padziļinātus pētījumus, cenšoties atklāt noslēpumus Sarkanajā jūrā sastopamās koraļļu sugas, kas šķiet īpaši izturīgi pret klimatisko stresu.

Iniciatīva, ko vadīja Lozannas Federālās Politehnikuma Bioloģiskās ģeoķīmijas laboratorija un TRSC, kalpoja kā izmēģinājuma vieta DeepReefMap, un sistēma di Mākslīgais intelekts izstrādāts EPFL skaitļošanas vides zinātņu un Zemes novērošanas laboratorijā (ECEO).

Jaunais AI spēj ražot simtiem metru 3D karšu dažu minūšu laikā, sākot ar attēliem, kas uzņemti ar tirgū parasti pieejamām kamerām, un spēj klasificēt dažādus koraļļus.

"Izmantojot šo jauno sistēmu, ikviens var piedalīties pasaules koraļļu rifu kartēšanā“, Viņš paskaidro Samuels Gardazs, TRSC projektu koordinators, “tas patiešām stimulēs pētniecību šajā jomā, samazinot darba slodzi, aprīkojuma un loģistikas apjomu un izmaksas, kas saistītas ar IT".

Efekts… bioloģiski noārdāmu 3D sensoru un displeju hameleons
Lielais Barjerrifs cieš. Problēma? Cilvēki…

Kartējiet simtiem metru koraļļu rifu dažu minūšu laikā

Kā lasām pētījumā, kas tikko publicēts vietnē “Metodes ekoloģijā un evolūcijā”"100 metru video sadaļa, kas iegūta 5 minūšu niršanas laikā ar a izdevīga patērētāju klases kamera var pilnībā automātiski pārveidot semantisko punktu mākonī 5 minūte".

Īsta revolūcija priekš koraļļu rifu kartēšana, kas tradicionāli prasa milzīgus resursus, daudz laika un speciālista darbu. Šie ierobežojumi nopietni ierobežo un dažos gadījumos pilnībā novērš koraļļu rifu uzraudzība valstis, kurām nav nepieciešamo resursu un tehnisko zināšanu.

Pateicoties jaunajai sistēmai Mākslīgais intelekts nākotnē izstrādās EPFL pētnieki datus var vākt ikviens, pat ar atpūtas nirējiem, ja tie ir aprīkoti ar kameru.

Viss, kas viņiem jādara, ir lēnām peldēt pāri koraļļu rifam, fotografējot, dodoties uz priekšu. Viņi kalpos tieši tā labas tvertnes un ļoti izturīgs akumulators simtiem metru koraļļu rifa kartēšanai.

Lai varētu fotografēt lielākas platības, Šveices pētnieki ir izstrādājuši a PVC struktūra aprīkots ar sešām kamerām (trīs priekšpusē un trīs aizmugurē), kuras var vadīt viena un tā pati persona. Un šī ierīce arī pastāv zemu izmaksu versija, lai iekļautu arī niršanas komandas, kas darbojas ar ierobežotu budžetu.

"Patiesa revolūcija ekosistēmu saglabāšanas pasaulē", viņš apgalvo Guilhem Banc-Prandi, zinātniskais līdzstrādnieks Lozannas Politehniskās universitātes Bioloģiskās ģeoķīmijas laboratorijā un TRSC zinātniskais direktors.

Jūras rezervāts Klusā okeāna centrā apdraud... makšķerēšanu?
ANO okeāna līgums: Čīle ir pirmā valsts, kas to parakstījusi

Koraļļu rifa digitālais dvīnis, lai atvieglotu tā aizsardzību

Atšķirībā no vecākām 3D kartēšanas programmām, DeepReefMap nav problēmu ar slikts apgaismojums un zemūdens attēliem raksturīga difrakcija: le dziļie neironu tīklipatiesībā viņi var pielāgoties šiem apstākļiem. Turklāt esošās programmas darbojas tikai ar augstas izšķirtspējas attēliem.

"Tās ir ierobežotas arī mērogā: ar izšķirtspēju, kurā var identificēt atsevišķus koraļļus, lielākās 3D kartes ir vairākus metrus garas, un tām ir nepieciešamsmilzīgs laika daudzums no apstrādes“, Viņš paskaidro Devis Tuija, ECEO profesors. "Izmantojot DeepReefMap, mūs ierobežo tikai tas, cik ilgi nirējs var uzturēties zem ūdens".

"Mūsu mērķis bija izstrādāt sistēmu, kas būtu noderīga šajā jomā strādājošajiem zinātniekiem un ko varētu ātri un plaši izmantot.“, Viņš paskaidro Džonatans Sauders, kurš strādāja pie DeepReefMap izstrādes savam promocijas darbam.

"Mūsu metodei nav nepieciešama dārga aparatūra", uzsver pētnieks, "pietiek ar datoru ar pamata grafikas apstrādes bloku. Semantiskā segmentācija un 3D rekonstrukcija notiek plkst tāds pats ātrums kā video atskaņošanai".

"Sistēma ir tik vienkārši ieviešama, ka mēs to varēsim uzraudzīt koraļļu rifu izmaiņas laika gaitā, lai noteiktu prioritārās aizsargājamās teritorijas", piebilst Banc-Prandi.

Jaunās 3D kartes tiks papildinātas ar citiem datiem, sākot no populācijas ģenētikas līdz koraļļu adaptācijas potenciālam. Šis process, skaidro TRSC zinātniskais direktors, "varētu novest pie radīšanas īsts koraļļu rifa digitālais dvīnis".

Nepublicēts jūras biotopu atlants okeānu aizsardzībai
Tanja Cimmermane: “Mēs cenšamies “materializēt” enerģiju”