Большой Барьерный риф – одна из самых разнообразных экосистем в мире, расположенная в Тихом океане. Его протяженность составляет 2300 километров, в комплекс входит 2500 отдельных рифов, в которых проживают 9 тысяч видов рыб, китов и черепах. Объект внесён в перечень всемирного наследия ЮНЕСКО, он считается современным «чудом света». Ежегодно его посещают 2 млн. посетителей с целью исследования кораллов и наблюдения за жизнью морских обитателей. В последние десятилетия экосистема рифа страдает от глобального потепления. Когда температура воды в океане повышается, водоросли и кораллы отделяются друг от друга, вследствие этого кораллы испытывают стресс и лишаются цвета. Это явление в природе известно, как обесцвечивание рифа. Все случаи этого природного явления задокументированы и, согласно статистике, половина кораллов на Большом Барьерном рифе уже мертва.

Популяции кораллов могут восстанавливаться после обесцвечивания, но этот процесс длится десятилетиями. Если выбросы углерода в атмосферу не уменьшится, обесцвечивание кораллов до 2035 года будет происходить 1 раз в пять лет, а после 2044 года – ежегодно. Экологи задались вопросом решения данной проблемы, но столкнулись с рядом трудностей. Съемки в воде, как и спутниковые съемки НАСА не дают достоверных данных о состоянии рифа. Подводные съемки неэффективны из-за ограниченного количества точек данных, которые они предоставляют. Спутниковые изображения дают тысячи точек данных, но их трудно расшифровать из-за низкого разрешения вследствие присутствия облаков.

RangerBot
Специалисты Квинслендского технологического университета (QUT) под руководством авиационного инженера Филипе Гонсалеса (Felipe Gonzalez) и учёные Австралийского института морских наук (AIMS) нашли решение проблемы, разработав беспилотник, собирающий данные через гиперспектральные камеры – RangerBot. Камера летательного аппарата собирает и обрабатывает информацию во всем электромагнитном спектре, то есть и те данные, которые находятся за пределами видимости человеческих глаз. Дальность видимости человека составляет 450-700 нм, в то время, как гиперспектральная камера RangerBot захватывает всё, что входит в диапазон спектра от 300 до 1000 нм.

По сравнению с 30-40 точками данных, собранными с помощью изображений при подводной съемке, одно ГС-изображение охватывает тысячи точек данных о конкретном участке коралла. Изображения с дронов также намного эффективнее, чем спутниковые снимки. Учёные сообщили, что на таких изображениях детально различимы песок, кораллы и водоросли, а также уровни обесцвечивания. На основании полученных данных экологи могут понять, является ли процесс естественным отмиранием или вызванным изменением температуры воды.
Эксперты Австралийского института морских наук (AIMS) сообщили, что разработанный ими алгоритм машинного обучения находит конкретную особенность коралла, причём, обнаруживает её на разных снимках (с разных ракурсов). Для интерпретации результатов работы RangerBot применяется вся мощность ИИ и технология компьютерного зрения.

Дополнение к RangerBot – «личиночные боты». Они занимаются доставкой личинок кораллов на рифы для пересева. Пилотное испытание боты прошли еще в ноябре 2018 года. Разработчики управляли ими через iPad. В июне 2019 года группа исследователей QUT также провела испытание нереста кораллов на Филиппинах с использованием личиночных ботов. На Филиппинах коралл нерестится только в течение одной ночи в году. Этот процесс сопровождался отловом икры и её выращиванием в плавающих клетках в течение 5-7 дней. Затем боты перемещали личинки в нужное место. И хотя подобные технологии по переносу личинок существовали еще в 70-х годах прошлого века (перенос осуществляли дайверы), контролировать его было практически невозможно. Благодаря искусственному интеллекту, технологии компьютерного зрения и беспилотникам с гиперспектральной камерой спасать коралловые рифы стало значительно проще.

Автор: Татьяна Козодой


Читайте также:

See Sound – устройство, которое видит звук

Разработан алгоритм, благодаря которому робот «предсказывает», в каком направлении будет двигаться человек

Комментарии