A mesterséges intelligencia segít a puffinok felderítésében és számolásában

A Microsoft, az Avanade és a NatureScot természetvédelmi szervezet által támogatott projekt átalakíthatja az állatok kolóniáinak számlálását, amikor az olyan vállalatok, mint például a fejlesztéseket építő cégek, meg akarják érteni a helyi élővilágra gyakorolt hatást - közölte az üzemeltető. A kísérletek a Skócia partjainál fekvő Isle of May szigetén zajlanak.

A puffinok megszámlálásához a hagyomány szerint a vadőrök a földön feküdtek, és a kezüket az odúkba dugták, hogy megtapogassák, van-e puffinpár és tojójuk. A madarak azonban nagyon gyakran megharapták vagy megkarmolták a vadőröket. A vadőrök egy területen több tízezer példányt ellenőriztek.

Bár a puffinokat nem fenyegeti közvetlen kihalás veszélye, a puffinok szerepelnek a 4-es vörös listán, ami azt jelenti, hogy a vadon élő madarak száma miatt komoly aggodalomra ad okot. Ennek egyik oka, hogy a puffinpárok évente csak egy tojást raknak. Ezért a vadőrök olyan helyeken, mint a Farne-szigetek, a Shetland-szigetek és a Május-sziget, részt vesznek a számlálási projektekben, hogy megértsék, növekszik-e a populáció vagy csökken.

Az SSE Renewables szerint a May-szigeten a puffinok észlelése, felismerése és számlálása érdekében végzett munka a technológia segítségével segíthet a madarak költési és táplálkozási szokásait érintő zavarok minimalizálásában, ahogyan ezek a fenntarthatósági projektek haladnak előre. "Ahogy a megújuló energiába történő beruházások folytatódnak, még fontosabb annak biztosítása, hogy a fejlesztések, mint például a szélerőművek, ne legyenek káros környezeti hatásokkal" - mondta Simon Turner, az Avanade adat- és mesterséges intelligenciáért felelős technológiai igazgatója.

"Ez a terület a Május-szigeten minden évben sok pufinit vonz költésre, és kulcsfontosságú annak biztosítása, hogy az új szélerőműparkok tervezésével ez ne szakadjon meg." A szigeten élő puffinpopuláció megfigyelésére Turner elmondta, hogy a NatureScot rendszerint csipeszes táblával ellátott embereket küld ki, akik órákon át ülnek és jegyzik, hogy hány pufit látnak.

"Az SSE Renewables-szel lehetőséget láttunk arra, hogy a technológia segítségével pontosabbá, hatékonyabbá és a puffinok számára kevésbé invazívvá tegyük ezt a folyamatot. Kamerák és mesterséges intelligencia segítségével most már egész nap, minden nap meg tudjuk számolni a puffinok számát és nyomon tudjuk követni az odúikat anélkül, hogy a közelükbe mennénk."

Az SSE Renewables és az Avanade négy kamerát helyezett el rozsdamentes acéldobozokban a szigeten, hogy élő felvételeket készítsen a puffinokról, miután nyolc hónapos tengeren töltött idő után március végén/április elején megkezdik a szárazföldre való visszatérésüket a költéshez. A tavaszi és nyári hónapokra a szigetet teszik otthonukká - ugyanazokat az odúkat használják, mint az előző években -, mielőtt augusztus közepén visszatérnek a tengerbe.

Minden egyes dobozban van egy kondenzációs fűtőberendezés, törlőkészülék, hogy megbirkózzanak a nyomorúságos időjárással, és egy tartalék áramforrás. A kamerák által rögzített adatokat a Microsoft Azure Data Lake-ben tárolják, és az Azure Kubernetes szolgáltatást használják, amely rendelkezik a hatalmas mennyiségű információ kezeléséhez szükséges teljesítménnyel és rugalmassággal.

Clare Barclay, a Microsoft UK vezérigazgatója elmondta: "Ez csak egy első példa arra, hogy az SSE-vel együttműködve hogyan alakítjuk ki a fenntarthatóbb jövőt."

Az Avanade és az SSE Renewables egy "képfelismerő" modell segítségével képezte ki a mesterséges intelligenciát, amelyet egyszerű képekkel táplálnak, amíg meg nem tanulja az olyan struktúrák, mint a vonalak, négyzetek és körök tanúsítását.

Az ezt követő képek egyre összetettebbé válnak, így az AI-modell képes lesz felismerni a tárgyakat. Ezt a modellt puffinokról készült képekkel és más véletlenszerű képekkel táplálták, és megmondták neki, hogy melyek puffinok, és melyek nem. Amikor a Május-szigeten lévő kamerákat bekapcsolják, a mesterséges intelligencia képes kiszúrni a puffinokat, elkülöníteni őket a háttérképektől, például a szikláktól, és képkockáról képkockára követni őket, ahogy mozognak.

"A mesterséges intelligencia minden egyes puffin köré, amelyet észlel, egy keretet rajzol, és egyedi címkéket ad nekik, például "001, 002, 003" stb." - tette hozzá Turner. "Amikor a kamera a következő képkockára lép, a mesterséges intelligencia megérti, hogy az adott dobozhoz legközelebb eső puffin ugyanaz a puffin. Éppen csak tett egy lépést balra vagy jobbra, ezért újra rajzolja a madár köré a dobozt.

Ez a felvétel minden egyes képkockájánál megismétlődik. Még ha a puffin ki is repül a képkockából, a mesterséges intelligencia rendszer felismeri, hogy hol tűnt el a látóteréből, és megpróbálja újra követni, ha visszatér. Így tudjuk nyomon követni és megszámolni az egyes puffinokat." A puffinok többnyire éjszakai életmódot folytatnak, amikor a szárazföldön fészkelnek, ezért a kutatóknak a kamera fényerő- és felbontási beállításait kellett módosítaniuk ahhoz, hogy a madarakról felvételeket készíthessenek. Az éjjellátót nem tudták használni, mivel a mesterséges intelligenciamodellt nappali fényben készült puffinokról készült képeken képezték ki.

Az SSE Renewables azt is szeretné kideríteni, hogy a Beatrice szélerőműparkja befolyásolja-e a madarak repülési útvonalát, amikor a madarak az odújukba való táplálékgyűjtés céljából utaznak. A Caithness partjaitól 13 km-re található Beatrice 84 turbinából áll, amelyek mindegyike 154 méter átmérőjű rotorral rendelkezik. Az SSE Renewables, a Red Rock Power, a Renewables Infrastructure Group és az Equitex közös vállalkozása, a Beatrice 2019-ben kezdte meg működését, és 588 MW energiát képes termelni - ami akár 450 000 otthon energiaellátásához is elegendő.

A turbinák által termelt villamos energia tenger alatti és földalatti kábeleken halad, mielőtt a morayi Keith közelében partra száll, és a Blackhillock alállomáshoz csatlakozik.

"Javítani akartuk a környezeti monitoringunkat, hogy proaktívabbak lehessünk ezen a területen. Ez része az SSE Renewables digitális átalakításának, amelyben a Microsoft és az Avanade segít nekünk" - mondta Oliver Abell, az SSE Renewables mérnöki központjának ügyfélmenedzsere. "Az SSE Renewables semmiképpen sem tudta volna egyedül elindítani a mesterséges intelligenciával működő puffinszámláló projektet; mi egy energetikai vállalat vagyunk, nem pedig egy technológiai vállalat.

A Microsoft és az Avanade döntő szerepet játszott ebben a projektben." Bár az Isle of May projekt a puffinokra összpontosít, vannak remények arra, hogy más állatokat is megfigyelhetnek, amelyeket a fejlesztések érinthetnek: "Megfigyelhetnénk például a lazacokat, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy a folyókban vándorolni tudnak" - tette hozzá Abell. "Ez a technológia bármilyen olyan környezetben működhet, ahol egy fajt szeretnénk megfigyelni, de nem akarunk beavatkozni, mert az túl távoli, vagy mert nem akarjuk, hogy az ember beavatkozzon a környezetbe."

Miután kikeltek és felnevelték pufflingjeiket (puffinbébiket), a puffinok most egy újabb szezonra elhagyták a Május-szigetet. Az SSE Renewables, a Microsoft és az Avanade most az adatokat fogja megvizsgálni, hogy megtudják, sikeres volt-e a mesterséges intelligencia projektjük.