Co dělají delfíni v lese? Odpověď pomáhá hledat umělá inteligence

Tajný život sladkovodních delfínů

Amazonka se období dešťů vylévá ze svých břehů a zaplavuje části lesů. Spolu s vodou se do těchto lesů vydávají i nečekaní návštěvníci - sladkovodní delfíni. Pohyb v takovém složitém prostředí přitom pro delfíny díky jejich obratnému tělu, schopnosti echolokace a inteligenci není nijak složitý. Výzkumníky pohyb těchto chytrých tvorů v lese zajímá, nicméně jejich sledování je velmi složité.

Vědci, kteří studují delfíny, obvykle používají pro jejich sledování čluny a klasické značkování. V zaplavených lužních lesích je ale něco takového prakticky nemožné a tak byly návyky dvou ohrožených sladkovodních druhů delfínů, kterými jsou konkrétně delfínovec amazonský (Inia geoffrensis) zvaný boto nebo růžový říční delfín a delfín brazilský (Sotalia fluviatilis) přezdívany tucuxi. Nyní se to ale pomocí služeb AI postupně mění.

Výzkumníci z Technické univerzity Katalánska ve Španělsku a Institutu pro udržitelný rozvoj Mamirauá v Tefé v Brazílii úspěšně zkombinovali pokročilé akustické monitorovací techniky a umělou inteligenci, aby osvětlili pohyby a chování těchto delfínů v jejich sezónně zaplavovaných stanovištích. Výsledky jejich práce jsou publikovány v časopise Scientific Reports.

Výzkumníci ponořili na různých místech v oblasti Rezervace pro udržitelný rozvoj Mamirauá ve státě Amazona o rozloze přibližně 800 čtverečních kilometrů do hloubky 3-5 metrů citlivá nahrávací zařízení nazvané hydrofony. Ty zaznamenávaly zvuky z různých stanovišť, včetně říčních kanálů, soutokových zátok, zaplavených jezer a zaplavených lesů během suchého i deštivého období mezi červnem 2019 a zářím 2020.

K analýze těchto nahrávek použili konvoluční neuronové sítě (Convolutional Neural Networks - CNN). Jde o typ algoritmu hlubokého učení, který automaticky klasifikoval detekované zvuky do jednotlivých kategorií: echolokační zvuky delfínů, hluk lodních motorů a déšť. Systém dosáhl úctyhodné přesnosti 95%, 92% a 98% pro každý odpovídající typ zvuku.

Co umělá inteligence o delfínech zjistila?

S pomocí této technologie výzkumníci zjistili, že delfíni boto i tucuxi preferují zaplavené lesy během deštivého období, kde mají více potravy a úkrytu před predátory. Studie dále odhalila, že dospívající jedinci delfína boto a samice s mláďaty tráví v záplavových oblastech více času než samci, před kterými se zde kvůli jejich agresivnímu chování pravděpodobně skrývají.

Zjistili také, že boto používá echolokaci více než tucuxi, což souvisí s jeho schopností lovit ryby i jinou kořist na dně řek. Dále zjistili, že se oba druhy delfínů chytře vyhýbají místům s intenzivním lodním provozem, který narušuje jejich komunikaci a orientaci.

Výzkumníci také upozornili na kritickou situaci sladkovodních delfínů, kteří jsou ohroženi vyhynutím. Všechny sladkovodní druhy delfínů, které v současnosti existují na planetě Zemi, jsou nyní podle nejnovější aktualizace Červeného seznamu IUCN kategorizovány jako „ohrožené“ vyhynutím. Sladkovodní delfíni čelí různým hrozbám, jako je zamotávání do rybářských sítí, stavba přehrad, těžba, zemědělství a chov dobytka.

Populace delfínů tucuxi klesá o 50% každých devět let. Populace boto klesá o 50% každých 10 let, s předpovědí 95% snížení do 50 let. Autoři tvrdí, že tento výzkum má významné důsledky pro strategie ochrany. Pokud je chceme před touto smutnou perspektivou zachránit, musíme se naučit více o jejich životě. A v tom, jak se ukazuje, může umělá inteligence výrazně pomoci.

Jak může AI pomoci české přírodě?

Delfíny sice v Labi ani Vltavě nemáme, ale přesto může využití umělé inteligence při sledování zvířat pomoci i v České republice.

Také tu máme volně žijících druhy zvířat, které jsou také ohrožené nebo málo známé. Například vlk (Canis lupus), rys ostrovid (Lynx lynx) nebo bobr evropský (Castor fiber) jsou také přímo obtížně sledovatelní a jejich početnost a rozšíření je nejisté.

Použitím akustických nebo optických senzorů a využití algoritmů umělé inteligence by mohlo zlepšit monitorování těchto druhů. Získali bychom tak bez zasahování do jejich života cenná data o jejich chování, potřebách a hrozbách. To by jistě mohlo napomoci ochraně těchto zvířat a jejich stanovišť v České republice.

Zdroje:
Scientific Reports: Case study in the Brazilian Amazon floodplains, AI unlocks secrets of Amazon river dolphins’ behavior, no tagging required