Jeszcze do niedawna ochrona przyrody kojarzyła się przede wszystkim z leśnikami, biologami wyposażonymi w lornetki, mapami i grubymi notesami. Dziś coraz częściej obok człowieka pojawiają się drony, fotopułapki, czujniki, nadajniki GPS i algorytmy sztucznej inteligencji.
Technologia nie zastępuje jednak przyrodników. Może za to pozwolić im obserwować większe obszary, szybciej analizować dane i skuteczniej reagować na zagrożenia.
Od monitorowania wilków i rysi po wykrywanie pożarów lasów – nowoczesne narzędzia stają się ważnym elementem współczesnej ochrony środowiska.
Fotopułapki – przyrodnik może być wszędzie
Jednym z najbardziej praktycznych narzędzi wykorzystywanych w monitoringu przyrody są fotopułapki.
To niewielkie urządzenia wyposażone w aparat fotograficzny lub kamerę oraz czujnik ruchu. Można umieścić je w lesie, na terenach podmokłych, przy norach lub w miejscach, w których zwierzęta regularnie się przemieszczają.
Kiedy czujnik wykryje ruch, urządzenie wykonuje zdjęcie albo rozpoczyna nagrywanie.
Dzięki temu naukowcy mogą obserwować zwierzęta bez konieczności ciągłego przebywania w terenie. Fotopułapki są szczególnie przydatne w przypadku gatunków prowadzących nocny lub skryty tryb życia.
Pozwalają między innymi określać:
- jakie gatunki występują na danym obszarze,
- kiedy i jak często są aktywne,
- którędy przemieszczają się zwierzęta,
- czy na danym terenie pojawiają się gatunki rzadkie,
- jak zmienia się liczebność lub struktura populacji.
Co ważne, jedna fotopułapka może działać przez wiele tygodni lub miesięcy. Powstaje jednak nowy problem: ogromna liczba zdjęć, które ktoś musi później przeanalizować.
I tutaj do gry wkracza sztuczna inteligencja.
Sztuczna inteligencja analizuje zdjęcia z lasu
Nowoczesne systemy komputerowe potrafią rozpoznawać obiekty znajdujące się na fotografiach. Odpowiednio wytrenowany algorytm może pomóc określić, czy na zdjęciu znajduje się np. jeleń, lis, dzik czy człowiek.
To ogromne ułatwienie dla zespołów prowadzących monitoring.
Wyobraźmy sobie sieć kilkuset fotopułapek, z których każda wykonuje tysiące zdjęć. Ręczne przejrzenie całego materiału może zająć ogromną ilość czasu. Algorytm może natomiast automatycznie odrzucić fotografie bez zwierząt i posegregować pozostałe według gatunków.
Nie oznacza to, że człowiek przestaje być potrzebny. System może się pomylić, szczególnie gdy zwierzę jest częściowo zasłonięte, zdjęcie wykonano w nocy albo warunki pogodowe są trudne.
AI jest więc przede wszystkim narzędziem wspierającym pracę przyrodników, a nie ich zamiennikiem.
Drony pozwalają spojrzeć na przyrodę z góry
Drony zrewolucjonizowały sposób prowadzenia obserwacji terenowych.
Niewielki bezzałogowy statek powietrzny może w krótkim czasie sfotografować obszar, którego przejście pieszo zajęłoby wiele godzin.
Drony wykorzystuje się między innymi do:
- monitorowania stanu siedlisk,
- obserwacji terenów podmokłych,
- wykrywania zmian w roślinności,
- dokumentowania skutków powodzi i suszy,
- poszukiwania zwierząt,
- monitorowania trudno dostępnych obszarów.
Szczególnie interesujące są drony wyposażone w kamery multispektralne lub termowizyjne.
Kamera termowizyjna pozwala rejestrować promieniowanie cieplne. Dzięki temu możliwe jest wykrywanie obiektów, których nie widać dobrze w zwykłym obrazie – na przykład zwierząt znajdujących się w wysokiej roślinności.
Technologia ta może być również wykorzystywana do lokalizowania młodych zwierząt na polach przed rozpoczęciem prac rolniczych.
Satelity obserwują zmiany na ogromną skalę
Jeżeli dron pozwala zobaczyć szczegóły niewielkiego fragmentu terenu, satelita może monitorować całe regiony.
Obserwacje satelitarne są wykorzystywane do analizowania zmian pokrycia terenu, kondycji roślinności, suszy, wylesiania czy zmian zachodzących w ekosystemach.
Dzięki regularnie wykonywanym zdjęciom można porównywać stan tego samego obszaru w różnych momentach.
To szczególnie ważne w przypadku procesów, których nie da się łatwo zauważyć podczas pojedynczej wizyty w terenie.
Satelity mogą więc dostarczać czegoś, czego wcześniej często brakowało przyrodnikom: danych pokazujących zmiany w długiej perspektywie i na dużym obszarze.
GPS śledzi wędrówki zwierząt
Technologie lokalizacyjne pozwalają również sprawdzać, gdzie przemieszczają się dzikie zwierzęta.
Niektórym osobnikom zakłada się nadajniki GPS, które rejestrują ich położenie i przekazują dane badaczom.
W ten sposób można analizować między innymi:
- wielkość areałów osobniczych,
- sezonowe migracje,
- miejsca rozrodu,
- trasy przemieszczania się,
- miejsca, w których zwierzęta przecinają drogi,
- wpływ infrastruktury na ich zachowanie.
Takie dane mają znaczenie nie tylko naukowe.
Jeżeli okaże się, że zwierzęta regularnie korzystają z określonego korytarza ekologicznego, informacje te mogą zostać wykorzystane przy planowaniu przejść dla zwierząt, inwestycji drogowych czy działań ochronnych.
Technologia pozwala więc nie tylko obserwować przyrodę, ale również lepiej projektować przestrzeń, w której człowiek i dzikie zwierzęta muszą ze sobą współistnieć.
Czujniki pomagają monitorować wodę i powietrze
Ochrona przyrody to nie tylko zwierzęta.
Równie ważne jest monitorowanie warunków, w których funkcjonują całe ekosystemy.
Nowoczesne czujniki mogą mierzyć między innymi temperaturę, wilgotność, poziom wody czy parametry jakości wody. Dane mogą być zbierane automatycznie i przesyłane do systemów komputerowych.
W przypadku rzek i mokradeł ciągły monitoring może pomóc wykrywać niepokojące zmiany szybciej niż sporadyczne pomiary wykonywane przez człowieka.
Technologia pozwala również tworzyć sieci wielu współpracujących czujników, dzięki czemu można uzyskać znacznie dokładniejszy obraz zmian zachodzących w środowisku.
AI może pomóc wykrywać pożary
Jednym z największych zagrożeń dla lasów są pożary.
Wczesne wykrycie ognia może mieć ogromne znaczenie, ponieważ niewielki pożar jest znacznie łatwiejszy do opanowania niż szybko rozprzestrzeniające się płomienie.
Systemy monitoringu mogą wykorzystywać kamery, dane satelitarne, czujniki oraz algorytmy analizujące obrazy. Ich zadaniem może być wykrywanie charakterystycznych zmian wskazujących na pojawienie się dymu lub ognia.
Sztuczna inteligencja może analizować duże ilości danych znacznie szybciej niż człowiek. Jeżeli system wykryje potencjalne zagrożenie, może wygenerować alarm, który zostanie zweryfikowany przez operatora.
W tym przypadku technologia działa więc przede wszystkim jako system wczesnego ostrzegania.
Akustyczny monitoring lasów
Nie wszystkie informacje o przyrodzie można znaleźć na zdjęciach.
Czasami znacznie więcej można usłyszeć.
W lasach i innych ekosystemach instaluje się rejestratory dźwięku, które mogą pracować przez wiele dni lub tygodni. Zebrane nagrania pozwalają analizować obecność ptaków, płazów, owadów czy innych zwierząt wydających charakterystyczne dźwięki.
Algorytmy uczenia maszynowego mogą następnie pomagać w rozpoznawaniu określonych głosów.
To szczególnie interesujące w przypadku monitoringu ptaków. Zamiast obserwować każdy fragment lasu osobno, badacze mogą analizować nagrania z wielu lokalizacji i sprawdzać, gdzie oraz kiedy pojawiają się określone gatunki.
Powstaje w ten sposób coś w rodzaju akustycznej mapy ekosystemu.
Technologie pomagają także owadom
Nowoczesne narzędzia znajdują zastosowanie również w ochronie owadów.
Automatyczne pułapki fotograficzne lub urządzenia rejestrujące owady mogą być wykorzystywane do monitorowania ich liczebności i różnorodności.
Jest to szczególnie istotne w przypadku zapylaczy.
Pszczoły, trzmiele, motyle i inne owady zapylające pełnią kluczową rolę w wielu ekosystemach, a część ich populacji jest narażona na presję związaną m.in. z utratą siedlisk, zmianami klimatu i intensyfikacją użytkowania terenu.
Automatyzacja monitoringu może pozwolić zbierać dane na większą skalę niż tradycyjne obserwacje prowadzone wyłącznie przez człowieka.
Czy technologia zawsze pomaga przyrodzie?
Nie.
To bardzo ważne zastrzeżenie.
Sama technologia nie jest ani dobra, ani zła dla środowiska. Wszystko zależy od tego, w jaki sposób jest projektowana i wykorzystywana.
Dron może pomóc monitorować zagrożony gatunek, ale zbyt częste loty mogą niepokoić zwierzęta. Nadajnik GPS dostarcza cennych informacji, ale jego zastosowanie musi uwzględniać dobrostan zwierzęcia. Fotopułapka pozwala obserwować dziką przyrodę, ale niewłaściwe rozmieszczenie urządzeń może zwiększać ryzyko ingerencji człowieka.
Problemem może być również energia potrzebna do działania urządzeń, produkcja elektroniki czy późniejsze zagospodarowanie zużytego sprzętu.
Dlatego technologie stosowane w ochronie przyrody powinny być oceniane nie tylko pod kątem ich skuteczności, ale również wpływu na środowisko i zwierzęta.
Człowiek nadal pozostaje najważniejszym elementem systemu
Najbardziej zaawansowany algorytm nie zastąpi wiedzy biologa, leśnika czy ekologa.
Technologia może powiedzieć, że na danym zdjęciu prawdopodobnie znajduje się ryś. Nie zawsze potrafi jednak odpowiedzieć, dlaczego ryś pojawił się właśnie w tym miejscu i co oznacza to dla całej populacji.
Może wykryć zmianę temperatury w rzece, ale interpretacja jej znaczenia ekologicznego nadal wymaga wiedzy specjalisty.
Dlatego przyszłość ochrony przyrody prawdopodobnie nie będzie polegała na zastąpieniu człowieka maszynami. Bardziej prawdopodobny jest model, w którym człowiek wykorzystuje technologię do zdobywania większej ilości lepszych danych, a następnie na ich podstawie podejmuje decyzje.
Technologia jako nowe „zmysły” ochrony przyrody
Fotopułapki pozwalają zobaczyć zwierzęta, których człowiek może nigdy nie spotkać. Rejestratory akustyczne pozwalają usłyszeć to, co dzieje się w lesie nawet wtedy, gdy nikogo tam nie ma. Satelity pokazują zmiany zachodzące na ogromnych obszarach, a nadajniki GPS pozwalają śledzić wędrówki zwierząt.
Sztuczna inteligencja pomaga natomiast przetwarzać dane, których człowiek nie byłby w stanie przeanalizować wystarczająco szybko.
Największą wartością tych technologii nie jest więc sama nowoczesność. Jest nią możliwość lepszego poznania przyrody.
A im więcej wiemy o funkcjonowaniu ekosystemów, tym łatwiej podejmować decyzje, które rzeczywiście mogą pomóc je chronić.
Technologia nie zastąpi lasu, rzeki ani dzikiego zwierzęcia. Może jednak sprawić, że człowiek będzie potrafił skuteczniej je obserwować, rozumieć i chronić.
Dodaj komentarz
Komentarze