ИИ узнает голоса речных дельфинов и помогает их спасению
Пока ученые-акустики с помощью ИИ могут различать «голоса» двух разных видов дельфинов, но при наличии данных можно попробовать обучить ИИ узнавать «голос» каждого дельфина. Может быть, тогда мы узнаем, о чем они говорят.
Ученые из Каталонского технического университета в Барселоне использовали искусственный интеллект для составления карты перемещений двух исчезающих видов дельфинов в реке Амазонке. Нейронную сеть обучили распознаванию уникальных щелчков и свистов животных. Исследование поможет усовершенствовать охрану природы, поскольку экологи смогут составить точную картину перемещения дельфинов по обширной территории тропических лесов, которая ежегодно уходит под воду в сезон дождей.
Использование распознавания звука гораздо меньше влияет на самих дельфинов, чем традиционные методы отслеживания, такие как GPS-метки или беспилотники.
Ориентируемся по звуку
Мишель Андре, биоакустик из Каталонского технического университета в Барселоне и его коллеги изучали активность двух видов дельфинов — бото (Inia geoffrensis), известного также как розовый речной дельфин, и тукукси (Sotalia fluviatilis) в поймах заповедника Мамирауа на севере Бразилии. Исследователи установили подводные микрофоны в нескольких местах, чтобы подслушать местонахождение животных.
Чтобы выделить звуки дельфинов из шумного звукового ландшафта Амазонки, они обратились к искусственному интеллекту, передав записи в нейронную сеть с глубоким обучением, способную классифицировать звуки в режиме реального времени.
По словам Федерико Москера-Герра, изучающего амазонских дельфинов в Национальном университете Колумбии в Боготе, с помощью этой технологии исследователи могут анализировать такие объемы информации, «которые иначе были бы практически недоступны».
ИИ был обучен распознавать три типа звуков: «голоса» дельфинов, шум дождя и лодочных моторов. Оба вида дельфинов практически постоянно используют эхолокационные щелчки, чтобы чувствовать окружающую среду, и общаются с другими дельфинами с помощью свиста. Обнаружение этих щелчков и свиста позволило исследователям составить карту перемещений животных. Свист у бото и тукуксиса отличается, поэтому нейронная сеть смогла различить эти виды.
Природоохранные мероприятия
Исследование является частью сотрудничества между Техническим университетом Каталонии и Институтом устойчивого развития Мамирауа в Тефе (Бразилия), целью которого является мониторинг биоразнообразия Амазонии.
Оба вида дельфинов находятся под угрозой исчезновения: популяция бото сокращается на 50% каждые десять лет, а популяция тукукси — каждые девять лет. Наблюдение за тем, когда и куда перемещаются животные, позволит исследователям защитить их популяции и разработать меры, которые помогут «коренным общинам ужиться с присутствием дельфинов», — говорит Андре. Дельфины нарушают рыболовство в поймах рек, конкурируя с местными жителями за рыбу или запутываясь в сетях.
Москера-Герра считает, что сбор такой информации имеет «фундаментальное значение» для принятия решений по сохранению природы в Амазонии.
В будущем команда хочет обучить нейронную сеть обнаружению других водных видов и развернуть систему на более обширной территории. Аналогичный подход может быть использован и в океане. Предыдущие работы Андре с использованием этой системы показали влияние антропогенного шумового загрязнения на кашалотов и позволили разработать систему предупреждения для судов, чтобы избежать встречи с этими животными.