Modelli di intelligenza artificiale per identificare le specie invasive di piante in tutto il Regno Unito

Gli scienziati ambientali e i ricercatori di intelligenza artificiale stanno utilizzando l’IA per combattere una specie invasiva che si sta diffondendo in tutto il Regno Unito. I ricercatori del Centro di ecologia e idrologia del Regno Unito (UKCEH) e di Birmingham hanno sviluppato un modello di intelligenza artificiale destinato a sorvegliare aree come le strade per la presenza di varie specie invasive, tra cui il Fallopia japonica.

Il Fallopia japonica è una specie invasiva che può danneggiare i paesaggi naturali e gli edifici in tutto il Regno Unito, poiché può danneggiare le fondamenta degli edifici. È spesso considerata una delle specie invasive più dannose e aggressive nel Regno Unito. Eliminare il Fallopia japonica si rivela spesso difficile perché è difficile da trovare e identificare. I ricercatori di intelligenza artificiale sperano che gli algoritmi di apprendimento automatico possano ridurre il tempo e le risorse necessarie per identificare il Fallopia japonica.

I dati di addestramento per il modello sono stati raccolti attraverso l’utilizzo di telecamere ad alta velocità posizionate sulla parte superiore dei veicoli, che hanno raccolto immagini di circa 193 chilometri di vegetazione lungo le strade. Gli ecologi esamineranno le immagini e etichetteranno il Fallopia japonica, e le immagini avranno la loro posizione GPS annotata. Le immagini etichettate verranno quindi utilizzate per addestrare un modello di visione computerizzata a riconoscere campioni di Fallopia japonica. Lo stesso processo verrà utilizzato per riconoscere altre specie di piante invasive presenti nel Regno Unito, come il Impatiens glandulifera e il Rhododendron ponticum. Il sistema verrà anche utilizzato per rilevare gli alberi di frassino, che sono nativi del Regno Unito ma sono a rischio di essere decimati da malattie.

Il modello di intelligenza artificiale verrà testato nel corso di un progetto pilota di 10 mesi. Il team di ricerca afferma che ci sono sfide che il team deve superare, come assicurarsi che le immagini catturate dalle telecamere siano di qualità costante e che, quando ci sono più specie in un’unica immagine, tutte le specie vengano identificate correttamente. Se il programma pilota produce risultati promettenti, potrebbe essere adattato per essere utilizzato in altri paesi di tutto il mondo, aiutando questi paesi a combattere i propri problemi di specie invasive. Come ecologo computazionale presso il UKCEH, il dottor Tom August, è stato citato da The Next Web:

“Le specie di piante invasive tendono a crescere in corridoi, è per questo che ci concentriamo sui sondaggi lungo le strade. Se il progetto pilota ha successo, questo potrebbe essere ampliato in altri paesi o per altre specie di piante, alberi o addirittura insetti e animali”.

Secondo August, i modelli di intelligenza artificiale aprono molte possibilità per apprendere sul mondo naturale e progettare soluzioni efficienti e convenienti per le specie invasive. Il UKCEH sta collaborando con Keen AI, un’azienda di intelligenza artificiale con sede a Birmingham. Il fondatore di Keen AI, Amjad Karim, è stato citato da Science Focus come dicendo che l’utilizzo di modelli di intelligenza artificiale per analizzare le immagini e rilevare le specie invasive può aiutare a ridurre i costi e garantire la sicurezza ai proprietari terrieri, alle agenzie stradali e ai responsabili delle politiche. Il metodo principale di raccolta di immagini stradali attualmente richiede i sondaggi, e la strada è temporaneamente chiusa mentre completano il loro lavoro.

Il nuovo progetto progettato dal UKCEH e da Keen AI è solo l’ultimo di una tendenza in crescita che vede l’applicazione dell’IA per combattere le specie invasive. Lo scorso anno, i ricercatori di intelligenza artificiale di Microsoft (MSFT ) e CSIRO si sono uniti per progettare un modello di intelligenza artificiale che possa rilevare una specie invasiva chiamata erba para, trovata in tutto il Parco nazionale di Kakadu in Australia. L’erba para è una pianta infestante a crescita rapida che può diffondersi rapidamente, sostituendo rapidamente molte piante native in una regione. I ricercatori hanno utilizzato immagini raccolte da droni, e una volta che il modello è stato addestrato sulle immagini etichettate, è stato in grado di identificare con successo l’erba para, permettendo ai ricercatori di rimuoverla dalle aree umide vulnerabili. Ciò ha avuto l’effetto di permettere a migliaia di oche magpie di tornare nella regione. Un altro team di ricercatori della New University of Alberta ha utilizzato modelli di apprendimento automatico per progettare strategie di contenimento e mitigazione per varie specie invasive in Canada.