Sztuczna inteligencja może wspierać ochronę lasów i środowiska. AI pomoże chronić nasze otoczenie i rozpozna chore drzewa?

Wykorzystanie sztucznej inteligencji w ochronie środowiska zyskuje na znaczeniu. Rozwiązania AI wspierają ochronę rzek w Polsce, przyspieszając prace nad identyfikacją starorzeczy. Na brytyjskich autostradach pojawiły się kamery sprzęgnięte z AI, wykrywające pojazdy, z których wyrzucane są śmieci i automatycznie wysyłające informacje na ten temat do odpowiednich służb.

AI wykorzystuje się także do analizy danych dotyczących zanieczyszczeń mórz i oceanów. Z technologii tej korzystają również specjaliści zajmujący się ochroną lasów, ich zarządzaniem oraz bioróżnorodnością.

Naukowcy pracujący w zespole badawczym w IDEAS NCBR, ośrodku badawczo-rozwojowym prowadzonym przez prof. Stereńczaka, zajmują się wdrożeniem rozwiązań z zakresu leśnictwa precyzyjnego.

Polega ono na wykrywaniu i opisywaniu drzew przy wykorzystaniu danych teledetekcyjnych. Zespół chce stworzyć narzędzie AI, które umożliwi pomiar cech i jakości pojedynczych drzew. Dane ich dotyczące będzie można integrować dla określonego obszaru, np. dla drzewostanu, lasu czy parku, w celu ochrony przyrody i zarządzania lasami. Dyskutowano o tym, podczas spotkania „Sztuczna inteligencja a lasy i ochrona środowiska”.

– Głównym wyzwaniem nie jest wcale stworzenie urządzeń, które umożliwią zdalne obrazowanie drzew czy drzewostanów. Takie rozwiązania powstają i jest ich coraz więcej. Kluczowe jest stworzenie rozwiązania, które pozwoli przetwarzać dane w sposób zautomatyzowany i dostarczy informacji wiarygodnych oraz dostosowanych do potrzeb specjalistów. Jednym z naszych celów jest stworzenie takiego narzędzia – komentuje prof. Krzysztof Stereńczak z IDEAS NCBR.

Zespół pracuje nad metodami umożliwiającymi precyzyjne pomiary cech biometrycznych drzew (np. miąższość, wysokość czy stan zdrowotny) i rozpoznawanie gatunków. Dzięki temu wiele czynności wykonywanych w trakcie pomiarów terenowych ulegnie automatyzacji.

Wyniki mają być integrowane w sposób zautomatyzowany z systemami wykorzystywanymi już w leśnictwie. Sztuczna inteligencja ma także pomóc przewidywać np. pogorszenie się stanu zdrowia konkretnego drzewa poprzez analizę danych, takich jak obecność pasożytów na pniu, zebranych przy użyciu teledetekcji bliskiego zasięgu.

Dzięki wykorzystaniu nowych technologii praca leśników staje się o wiele wydajniejsza. O ile jeszcze niedawno drzewa mierzono przy użyciu klup oraz prostych wysokościomierzy i opisywano ręcznie, aktualnie korzysta się z takich narzędzi jak drony, precyzyjny GPS czy skanery laserowe.

Wyniki pomiarów mogą być przydatne w wielu zadaniach związanych z ochroną środowiska - w planowaniu nasadzeń, zarządzaniu gatunkami obcymi, kształtowaniu różnorodności biologicznej.

– Po raz kolejny okazuje się, że interdyscyplinarność badań jest kluczem do osiągnięcia założonych celów. Wykorzystanie AI w leśnictwie do niedawna nie było oczywistą sprawą. Dzisiaj wiemy, że sztuczna inteligencja może nie tylko zaoszczędzić czas pracy leśników, lecz również i przede wszystkim zapewnić specjalistom precyzyjne i wiarygodne dane, oparte o wiele więcej informacji niż te pochodzące z pomiarów ręcznych. To z kolei pozwala znacznie lepiej chronić walory przyrodnicze lasów oraz zarządzać sposobem ich zagospodarowania – komentuje prof. Krzysztof Stereńczak.

Jak dodaje inż. Marek Ksepko, dyrektor białostockiego Oddziału Biura Urządzania Lasu i Geodezji Leśnej „podstawą precyzyjnego modelowania, przewidywania dalszego rozwoju lasów i całego środowiska przyrodniczego w świetle obserwowanych nietypowych i nagłych zaburzeń, jest prawdziwa wiedza – czyli możliwe pewne wnioski, wyciągnięte z zależności pomiędzy wieloma elementami środowiska - a nie wyłącznie suchy zbiór danych instrumentalnych.”

- Jednak tradycyjna analiza niezwykle obszernych, wieloczasowych i wieloźródłowych zbiorów danych jest trudna, pracochłonna i ostatecznie kosztowna. W sukurs przychodzą nowoczesne metody wnioskowania oparte o stare techniki. Dlaczego stare? Podstawy metodyczne AI znane są od wielu lat, jednak dopiero gwałtowny rozwój technik obliczeniowych pozwolił im rozwinąć skrzydła teraz, na naszych oczach. To rewolucja w myśleniu o przyrodzie, która dzieje się dzięki AI, swoistej „protezie do naszych mózgów” – tłumaczy Ksepko.