Изменение климата губит кораллы – может ли ИИ помочь защитить рифы?
Времени на спасение коралловых рифов в мире остается все меньше, поэтому специалисты по охране природы используют все возможные инструменты для защиты исчезающих рифов, в том числе искусственный интеллект.
Во Флориде идет гонка за восстановление рифов путем “посадки” кораллов, выращенных человеком. Это борьба за повышение температуры в океане, поскольку растущие температуры подвергают рифы серьезному стрессу. Отслеживание прогресса – важная, но утомительная работа.
Раньше специалистам по сохранению кораллов приходилось физически выплывать к рифам, чтобы сделать записи об отдельных кораллах, которые они высаживали, используя карандаш и вощеную водонепроницаемую бумагу. “Этот способ не может масштабироваться в зависимости от масштаба ваших усилий по восстановлению. В итоге вы будете тратить больше времени на мониторинг восстановления кораллов, чем на само восстановление”, – говорит Александр Нойфельд, руководитель научной программы в Фонде восстановления кораллов (CRF).
Раньше специалистам по сохранению кораллов приходилось физически выплывать на рифы, чтобы сделать записи о посаженных кораллах с помощью карандаша и вощеной, водонепроницаемой бумаги.
Это не только отнимает много времени, но и простое ведение записей о каждом отдельном коралле может упустить общую картину: здоровье рифа в целом. “Мы не фокусируемся на отдельных особях. Мы концентрируемся на популяциях, на сообществах – этих более широких экологических группах организмов, которые мы пытаемся восстановить”, – говорит Нойфельд.
Именно здесь искусственный интеллект может дать природоохранникам преимущество, предоставив им больше драгоценного времени для спасения кораллов, а также новые знания о том, как они могут оказать наибольшее влияние на ситуацию. Такова цель нового инструмента под названием CeruleanAI, разработанного некоммерческой организацией Coral Restoration Foundation, расположенной во Флориде. Инструмент использует искусственный интеллект для анализа 3D-карт рифов, предоставляя исследователям новую точку обзора для мониторинга усилий по восстановлению в условиях потепления климата.
Во Флориде загрязнение, чрезмерный вылов рыбы, повреждение кораблями и болезни уже привели рифы в упадок. С 1970-х годов здоровый коралловый покров в этом регионе сократился на 90 %. Усугубляет ситуацию то, что изменение климата тоже губит кораллы. Когда вода становится слишком горячей, кораллы выбрасывают водоросли, которые придают им цвет, – это явление называется обесцвечиванием. Если проблема не решается, кораллы – а это животные – погибают. Именно это и произошло летом 2023 года, когда температура воды, достаточная для того, чтобы находиться в горячей ванне, привела к беспрецедентному обесцвечиванию кораллов. CRF потеряла практически все молодые кораллы, которые они высадили на некоторых участках рифа.
Нойфельд и команда CRF стараются наверстать упущенное. Чтобы пополнить запасы рифов, специалисты по охране природы могут разводить новые отдельные кораллы на суше. Для этого они могут искусственно создать условия для их полового размножения или заставить их клонировать себя, разбивая колонии кораллов на части, чтобы каждый фрагмент вырос в новую колонию. В любом случае детенышей кораллов в конечном итоге нужно “высаживать” в море, где созданные ими рифы поддерживают жизнь тысяч других видов.
После посадки молодых кораллов CRF регулярно навещает их, чтобы посмотреть, как они себя чувствуют. За последние несколько лет CRF перешел от ведения записей от руки к съемке на камеры GoPros. Вернувшись на берег, они используют программное обеспечение для сшивания этих изображений в 3D-фотомозаики (которые вы можете увидеть в недавнем видеоролике FindBerg о восстановлении кораллов). Нойфельд почерпнул эту идею из своего опыта обучения в колледже, где использовалось 3D-моделирование для документирования затонувших кораблей и подводных археологических артефактов.
Применяемые для восстановления кораллов, фотомозаики помогают CRF увидеть, насколько хорошо восстанавливается риф с помощью посаженных кораллов. Например, Элкхорн считается “ветвистым” кораллом, образующим густые заросли, которые становятся важной средой обитания для других существ. Успех заключается не только в том, что выживают отдельные кораллы, но и в том, что они растут и срастаются друг с другом, покрывая морское дно.
Чтобы добиться наибольшего эффекта, CRF продвинулась на шаг вперед в использовании наземных методов. Они создали инструмент, использующий искусственный интеллект для сбора данных с полученных изображений. Было бы здорово, если бы вместо того, чтобы часами сидеть перед компьютером и вручную вычерчивать все эти кораллы, искусственный интеллект просто сканировал изображение и говорил: “О, да, это коралл элкхорн”. говорит Нойфельд.
Теперь, нажав одну кнопку, они могут узнать, какие виды кораллов – например, элкхорн – есть на рифе, где они находятся и насколько они выросли с момента последнего визита CRF. Это также помогает им понять, как обеспечить кораллам наилучшие шансы на выживание, и освобождает специалистов по охране природы от необходимости проводить больше времени в воде. “Мы можем быстрее внести необходимые изменения, основываясь на полученных данных”, – говорит Нойфельд.
Скоро природоохранные организации по всему миру смогут использовать те же инструменты, которые разработал CRF. США вложили миллионы долларов федеральных средств в восстановление рифов Флориды, сотрудничая с академическими и некоммерческими группами, включая CRF. Многие восстановительные работы по всему миру не имеют доступа к таким же ресурсам. В начале следующего года CRF планирует запустить CeruleanAI, который, по словам компании, будет предоставляться по скользящей шкале или бесплатно другим природоохранным группам в зависимости от того, насколько велика их потребность.
Не стоит забывать, что, каким бы полезным ни был этот инструмент, бурное развитие искусственного интеллекта влечет за собой экологические последствия. Для обучения моделей ИИ требуется много энергии, поэтому некоторые сторонники ИИ обеспокоены тем, что выбросы парниковых газов в результате всех этих вычислений могут усложнить борьбу с изменением климата. Пока еще слишком рано говорить о том, каков будет общий экологический ущерб, поэтому исследователи говорят, что на данный момент важно внимательно относиться к тому, как используется ИИ – оправдывает ли он потенциальные экологические риски.
По крайней мере, в данном случае ИИ помогает смягчить последствия изменения климата для Мирового океана – несмотря на то, что предстоит еще много работы, чтобы тепловые волны в океане не стали еще сильнее из-за загрязнения парниковыми газами.
После того как в этом году во Флорида-Кис установилась историческая жара, мониторинг, проведенный CRF, выявил огромные потери на некоторых рифах. “Мы увидели, что все обесцветилось, все погибло, и, к сожалению, это означает, что этот год был в некотором роде неудачным для этой части рифа”, – говорит Нойфельд. “Но, опять же, это не значит, что мы потеряли все и везде. Это не значит, что наши действия были неправильными в любом смысле. Это просто означает, что нам предстоит работать дальше”.
В нашем Telegram‑канале вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
