Modele de inteligență artificială pentru identificarea speciilor invazive de plante din Regatul Unit

Oamenii de știință din domeniul mediului și cercetătorii în inteligență artificială utilizează inteligența artificială pentru a lupta împotriva unei specii invazive care se răspândește în Regatul Unit. Cercetătorii de la Centrul pentru Ecologie și Hidrologie din Regatul Unit (UKCEH) și Birmingham au dezvoltat un model de inteligență artificială destinat să surveyeze regiuni precum marginea drumurilor pentru prezența diferitelor specii invazive, inclusiv a knotweed-ului japonez.

Knotweed-ul japonez este o specie invazivă care poate deteriora peisajele naturale și clădirile din Regatul Unit, deoarece poate deteriora fundațiile clădirilor. Este adesea considerat una dintre cele mai dăunătoare și agresive specii invazive de plante din Regatul Unit. Eliminarea knotweed-ului japonez se dovedește a fi o provocare, deoarece este dificil de găsit și identificat. Cercetătorii în inteligență artificială speră că algoritmii de învățare automată pot reduce timpul și resursele necesare pentru identificarea knotweed-ului japonez.

Datele de antrenament pentru model au fost colectate prin utilizarea camerelor de înaltă viteză plasate pe vehicule, care au colectat imagini a aproximativ 120 de mile de vegetație de pe marginea drumului. Ecologii vor examina imaginile și vor eticheta knotweed-ul, iar imaginile vor avea locația GPS marcată. Imaginile etichetate vor fi utilizate pentru a antrena un model de viziune computerizată pentru a recunoaște mostre de knotweed japonez. Același proces va fi utilizat pentru a recunoaște alte specii de plante invazive găsite în Regatul Unit, cum ar fi balsamul himalayan și rododendronii. Sistemul va fi utilizat și pentru a detecta arborii de arin, care sunt nativi în Regatul Unit, dar sunt în pericol de a fi decimați de boli.

Modelul de inteligență artificială va fi testat pe parcursul unui proiect-pilot de 10 luni. Echipa de cercetare spune că există provocări pe care echipa trebuie să le depășească, cum ar fi asigurarea că imaginile capturate de camere sunt de calitate consistentă și că, atunci când există multiple specii într-o singură imagine, toate speciile sunt identificate corect. Dacă programul-pilot se dovedește a fi promițător, poate fi adaptat pentru utilizare în alte țări din întreaga lume, ajutând aceste țări să lupte împotriva problemelor proprii de specii invazive. Ca ecolog computațional la UKCEH, dr. Tom August, a fost citat de The Next Web:

„Speciile invazive de plante tind să crească în coridoare, ceea ce ne face să ne concentrăm asupra surveyării marginilor drumurilor, ca ecolog computațional la UKCEH. Dacă proiectul-pilot este de succes, acesta poate fi extins în alte țări sau pentru alte specii de plante, arbori sau chiar insecte și animale.”

Conform lui August, modelele de inteligență artificială deschid multe posibilități pentru învățarea despre lumea naturală și pentru proiectarea unor soluții eficiente și rentabile pentru speciile invazive. UKCEH colaborează cu Keen AI, o companie de inteligență artificială cu sediul în Birmingham. Fondatorul Keen AI, Amjad Karim, a fost citat de Science Focus, spunând că utilizarea modelelor de inteligență artificială pentru analizarea imaginilor și detectarea speciilor invazive poate ajuta la reducerea costurilor și la asigurarea siguranței pentru proprietarii de teren, agențiile de drumuri și factorii de decizie. Metoda principală de colectare a imaginilor de pe marginea drumului necesită în prezent surveyori, iar drumul este închis temporar în timp ce aceștia își finalizează lucrările.

Noul proiect proiectat de UKCEH și Keen AI este doar ultimul dintr-o tendință în creștere care implică aplicarea inteligenței artificiale pentru a lupta împotriva speciilor invazive. La sfârșitul anului trecut, cercetători în inteligență artificială de la Microsoft (MSFT ) și CSIRO s-au unit pentru a proiecta un model de inteligență artificială care poate identifica o specie invazivă numită iarbă para, găsită în Parcul Național Kakadu din Australia. Iarba para este o buruină care poate crește rapid și se poate răspândi rapid, înlocuind multe plante native dintr-o regiune. Cercetătorii au utilizat imagini colectate de drone, iar odată ce modelul a fost antrenat pe imaginile etichetate, a fost capabil să identifice cu succes iarba para, permițând cercetătorilor să o elimine din zonele vulnerabile. Acest lucru a avut ca efect permisiunea pentru mii de gâște magpie să se întoarcă în regiune. O altă echipă de cercetători de la Universitatea Nouă din Alberta a utilizat modele de învățare automată pentru a proiecta strategii de conținere și mitigare pentru diverse specii invazive din Canada.