소리가 줄어드는 코끼리 인구를 구할 수 있습니까? AI를 사용하는 과학자들은 그렇게 생각합니다.

콩고 공화국 북부의 열대 우림에서 지구상에서 가장 정교한 동물 소리 모니터링이 이루어지고 있습니다. 어쿠스틱 센서는 Elephant Listening Project를 위해 24 시간 내내 대량의 데이터를 수집하고 있습니다.

이 센서는 Nouabalé-Ndoki National Park와 인접한 벌목 지역에서 침팬지, 고릴라, 숲 버팔로, 멸종 위기에 처한 아프리카 회색 앵무새, 땅에 닿는 과일, 피를 빠는 곤충, 전기 톱, 엔진, 인간의 목소리, 총소리 등의 소리를 포착합니다. 그러나 그곳에 배치 한 연구원들과 지역의 토지 관리자들은 특히 들리지 않는 삼림 코끼리의 부름을 들었습니다.

 

숲 코끼리는 가파르게 쇠퇴하고 있습니다. 과학자들은 아프리카 인구의 3 분의 2가 최근 수십 년 동안 상아 밀렵으로 잃어버린 것으로 추정합니다. 2016 년 Paul G. Allen의 Great Elephant Census 에서 발표 한 결과에 따르면, 아프리카의 사바나 코끼리는 밀렵으로 인해 최근 7 년 동안 30 % 감소했습니다 .

그러나 생태계의 균형을 유지하는 데 중요하고 야생 생물 관광객을 끌어 들이는 이들 종을 구하기 위해 노력하는 사람들은 인공 지능과 같은 강력한 새로운 도구를 가지고 있습니다.

보존 메트릭 하는 마이크로 소프트 AI 지구를위한 산타 크루즈, 캘리포니아에 본사를 둔 피부는 야생 동물을 모니터링하고 보호 노력을 평가하기 위해 기계 학습을 사용합니다. 코넬 대학의 조류학 연구소에 기반을 둔 Elephant Listening Project가 숲 코끼리 호출과 시끄러운 열대 우림의 다른 모든 소리를 구별하는 데 도움이되는 정교한 알고리즘을 적용하고 있습니다. AI에는 완벽한 작업입니다. 인류가 필요로하는 테라 바이트 단위의 데이터에서 이러한 희귀 패턴을 찾아보십시오.

연구원들은 코끼리 호출 데이터를 사용하여보다 정확하고 빈번한 인구 추정치를 구축하고 움직임을 추적하며 더 나은 보안을 제공하며 잠재적으로 공중에서 쉽게 볼 수없는 개별 동물을 식별합니다.

그것은 생물 학자, 보존 단체 및 Microsoft 데이터 과학자들이 아프리카 전역의 코끼리를 불법적으로 죽이는 것을 방지하고, 일부 지역의 세계 무역을 중단하고 중요한 서식지를 보존하기 위해 인공 지능을 모집하는 많은 방법 중 하나입니다. 기계 학습을 사용하여 불법 상아 또는 코끼리 부품을 판매하려는 온라인 광고를 밀렵하고 밀매하도록 레인저에게 경고 할 수있는 실시간 이동 패턴을 감지하는 작업이 포함됩니다.

코끼리의 데이비드 다 발렌 (David Daballen)과 제레 니모 레 피레이 (Jereniimo Lepirei)는 케냐의 삼부 루 국립 보호 구역에서 추적 앱을 사용하여 사바나 코끼리를 모니터링합니다. Frank af Petersens의 사진 / 코끼리 저장

Elephant Listening Project 과학자들은 2011 년 아프리카의 숲 코끼리 수는 약 10 만 마리에서 오늘날 4 만 마리 미만으로 떨어 졌다고 추정합니다. 그러나 그 숫자는 주로 상아 발작, 밀렵의 징후 및 정기적으로 수행하기에는 너무 비싼 노동 집약적 설문 조사와 같은 간접적 인 증거를 기반으로합니다.

Elephant Listening Project는 30 년 이상 코끼리가 저주파 울리는 소리를 사용하여 서로 의사 소통하는 방법을 연구했습니다. 더 최근에,이 과학자들은 연구 현장에서 음향 센서를 사용하여 인구 추정치를 알리고 궁극적으로 중앙 및 서 아프리카의 범위에 걸쳐 산림 코끼리를 추적하고 보호하기 시작했습니다.

예를 들어, 과학자들이 특정시기에 코끼리가 보호되지 않은 벌목 지역에서 희귀 한 광물에 접근하거나 짝을 찾기 위해 청소를 사용하고 있다면 과학자들은 로거와 협력하여 방해를 최소화하고 갈등을 줄이기 위해 작업 일정을 잡을 수 있습니다.

그러나 코넬 (Cornell)의 선임 연구원 인 피터리스 지 (Peter Wrege)는 코끼리 리스닝 프로젝트를 지휘하는 피터 브레 지 (Peter Wrege)는 이렇게 말했다.

“지금 우리가 데이터를 가지고 현장 밖으로 나왔을 때,이 보호 지역의 관리자들은 바로 '무엇을 찾았습니까? 코끼리가 더 적습니까? 우리가 즉시 해결해야 할 위기가 있습니까? ' 때로는 답변을 제공하는 데 몇 달과 몇 달이 걸리기도합니다.”라고 Wrege는 말합니다.

Conservation Metrics는 2017 년 Elephant Listening Project와 협력하여 효율성을 높이기 시작했습니다. 머신 러닝 알고리즘은 코끼리 호출을보다 정확하게 식별 할 수 있었고 인간 검토의 필요성을 단축시키기를 희망합니다. 그러나 아래의 스펙트로 그램에 표시된 음향 모니터의 데이터 양은 회사의 로컬 서버와 계산 용량에 부담을주고 있습니다.

 

 

Microsoft의 AI for Earth 프로그램 은 Conservation Metrics에 2 년의 보조금을 부여하여 야생 동물 지표를 분석하고 처리하기 위해 Microsoft Azure에서 클라우드 기반 워크 플로를 구축했습니다. 또한 Azure 컴퓨팅 리소스를 Elephant Listening Project에 기부하여 프로젝트의 데이터 처리 비용을 줄였습니다. Conservation Metrics의 CEO 인 Matthew McKown은 Azure의 계산 능력이 처리 시간을 크게 단축시킬 것이라고 말합니다. 이 플랫폼은 또한 고객이 데이터를 직접 업로드하고 상호 작용할 수있는 새로운 기회를 제공합니다.

McKown은 현재 컴퓨터가이 가로 규모 연구에서 몇 개월의 사운드 데이터를 처리하는 데 약 3 주가 소요된다고 말합니다. 올해 말 Azure 마이그레이션이 완료되면 동일한 작업에 하루가 걸릴 수 있습니다.

“대단한 개선입니다. 우리는 장비를 현장에서 모니터링하는 것과이 마술 과정을 거쳐 누군가가 조치를 취할 수있는 현장으로 보낼 수있는 정보로 이러한 신호를 변환하는 것 사이의 루프 속도를 높이는 데 정말로 관심이 있습니다.”라고 McKown은 말합니다. "지금은 그 과정에 시간이 오래 걸릴 수 있습니다."

'우리는 단지 표면을 긁었다'

마라 코끼리 프로젝트 및 기타 보존 그룹과 협력 하는 Save the Elephants 의 연구 과학자 인 Jake Wall은 동 아프리카 대륙 전체에서 일반적으로 케냐와 다른 7 개국에서 연구하는 사바나 코끼리에 대한 데이터에 더 즉시 액세스 할 수 있습니다. 그 인구의 동물들은 위성과 셀 네트워크를 통해 위치 데이터를 전송 하는 GPS 추적 칼라 가 장착되어 있기 때문 입니다.

이 정보는 현재 아프리카 전역의 보호 지역에서 사용되는 실시간 데이터 시각화 및 분석 플랫폼 인 DAS ( Domain Awareness System )에 업로드됩니다 . 레인저 차량 및 라디오, 동물 추적기, 카메라 트랩, 드론, 날씨 모니터, 현장 보고서, 올가미 위치 및 위성 이미지를 포함하여 오늘날 약 15 가지 소스의 데이터를 통합합니다. 이 도구는 DAS 시스템과 해당 데이터를 Azure 클라우드로 이동하는 Earth 파트너의 또 다른 AI 인 Paul G. Allen의 Great Elephant Census에 의해 개발되어 관리자에게 불법으로 의심되는 것을 막기위한 전술적 결정에 정보를 제공 할 수있는 실시간 대시 보드를 제공합니다. 멸종 위기에 처한 야생 동물에 대한 활동 또는 명백한 위협.

이 코끼리 저장 앱을 사용하면 매장 관리자가 코끼리를 추적하고 잠재적 위협에 대응할 수 있습니다. 코끼리를 저장하여 사진

일부 지역에서 DAS는 동물이 느려지거나 움직이지 않을 때 전자 메일 또는 문자 메시지를 통해 레인저에게 경고 할 수있는 Save the Elephants 추적 앱을 제공합니다. 응용 프로그램은 또한 동물이 농부의 작물을 습격 할 수있는 인간 정착촌으로 향하고있을 때 경고 할 수 있습니다. 그런 다음 보호 구역 관리자 나 농부는 동물을 안전하게 보호 할 수 있습니다. 가봉에서 모잠비크, 콩고에 이르기까지 약 463 마리의 동물 추적 장치가 배치되어 있으며 그 중 358 마리가 코끼리 위에 있습니다.

다른 프로젝트에서 Microsoft는 남아프리카의 코뿔소 및 기타 야생 동물 밀렵과 싸우는 평화 공원 재단 과 협력하여 밀렵 위험을 감지하고 평가할 수 있는 원격 감지 시스템을 만들었습니다 . Microsoft는 NetHope Azure Showcase 보조금을 통해 오픈 소스 SMART (공간 모니터링 및보고 도구) 연결 을 Azure 클라우드 로 이동하는 데 도움을주고 있습니다. 아프리카 전역의 수십 개의 보존 장소에서 야생 동물 순찰의 효과를 향상시키는 데 사용됩니다.

지구를위한 AI는 또한 미국 야생 동물 보호국 (PAWS) 을 만들고 지속적으로 개선하고있는 USC Society for AI in Society (CAIS)와 Carnegie Mellon University의 연구원들에게 보조금을 제공 했습니다. 그것은 사용 순찰 루트를 만드는 기계 학습을 밀렵 활동이 발생할 가능성이 높습니다 위치에 따라. USC CAIS는 또한 야간 무인 항공기 영상에서 밀렵꾼과 야생 동물을 감지하는 Systematic Poacher Detector를 만들고 지속적으로 개선하고 있으며 현재 Air Shepherd를 비롯한 조직에서 사용되고 있습니다.

칼라 기술, 센서 및 이미지 수집의 발전에도 불구하고 데이터를 과학적 통찰력 또는 실행 가능한 지능으로 전환하기 위해서는 훨씬 더 많은 작업이 필요하다고 Wall은 말합니다.

Wall은“우리는 가능한 것의 표면 만 긁은 것 같습니다. "지구 Microsoft와 AI가 제공 할 수있는 전문 기술에 현장 생물 학자들에게는 일반적으로 갖지 못한 기술이 포함되어 있기 때문에 매우 기쁩니다."

"기계 학습은 개별 코끼리를 인식하거나 움직임 행동의 변화를 포착하거나 인간의 확장 및 삼림 벌채로 조경 수준에서 무슨 일이 일어나고 있는지 파악하는 등 내가 알고 싶은 7 가지 또는 8 가지의 즉각적인 것들에 적용될 수 있습니다." Wall이 말합니다.

불법 벌목과 가축 침입이 보호 지역으로 침입 한 케냐의 차보 국립 공원의 코끼리. Jane Wynyard의 사진 / 코끼리 저장

Wall은 6 개의 프로젝트 아이디어에 대해 지구 용 AI와 함께 일하는 Microsoft 연구원 인 Dan Morris와 협력하고 있습니다. 하나는 기계 학습을 사용하여 코끼리가 빠르게 달리고 비정상적으로 직선으로 달리는 행동을 식별하여 밀렵이나 기타 위협의 징후가 될 수있는 방법을 조사합니다.

Morris는 머신 트랩 알고리즘을 카메라 트랩에 적용하기 위해 노력하고 있습니다. 카메라 트랩은 모션에 의해 트리거되어 경로를 가로 지르는 모든 것을 촬영합니다. 그러나 이것들이 유용 할 때, 관심있는 동물을 찾는 것은 건초 더미에서 바늘을 찾는 것과 같습니다.

모리스는“때로는 아무도 이러한 이미지를 살펴볼 시간이 없으며 어딘가에 대학원생의 선반에 앉아있게됩니다. “머신 러닝의 발전 속도가 엄청나게 빨라질 수 있습니다. 현재이 분야에서 컴퓨터 과학자들에 의해 수행되고있는 확실한 작업이 있으며, 생물 학자들이 실제로 사용할 수있는 도구를 갖추는 데 1 년도 걸리지 않을 것입니다.”

 

Wall과 Morris는 또한 인공 사진에서 코끼리와 버팔로 또는 기린과 같은 다른 동물을 구별하기 위해 AI를 사용하기 시작했습니다. 코끼리가 다른 야생 동물, 특히 가축과 같이 길 들여진 동물과 언제 어디서 접촉하는지 알면 레인저가 인간과의 충돌을 최소화하고 과학자들이 질병 벡터를 더 잘 이해하도록 도울 수 있습니다.

이러한 통찰력은 또한 보호 지역을위한 로비 위치와 도로 및 파이프 라인과 같은 인간 인프라의 위치와 같은 토지 관리 결정에 영향을 줄 수 있습니다. 이것은 코끼리 생존에 대한 가장 중요하지만 가장 잘 이해되지 않은 위협 중 하나라고 Wall은 말합니다. 올바른 이미지 데이터에 액세스하면 AI 도구를 사용하여 거주지에 대한 인간 침입에 대한 탭을 유지하고 유용한 통찰력을 얻을 수 있습니다.

Wall은“우리는 항상 밀렵과 이러한 심각한 문제에 중점을두고 있지만 실제로는 아프리카 코끼리 인구에 영향을 미칠 인간 정착지의 확장과 도로와 철도 및 파이프 라인의 발전입니다.

'알은 정말 중요한 부분입니다'

코끼리를 구하는 것은 사냥꾼이 밀렵꾼을 멈추는 것이 아닙니다. 경제적으로 보상을받는 글로벌 시장을 혼란시키는 것도 마찬가지로 중요합니다.

Microsoft 및 기타 기술 회사는 세계 야생 생물 기금 (WWF)이 주관하고 파트너 인 TRAFFIC 및 국제 동물 복지 기금으로 구성된 야생 동물 밀매 온라인 종결을 위한 글로벌 연합에 합류했습니다 . 코끼리 아이보리, 동물 가죽 및 살아있는 애완 동물과 같은 야생 동물 지역에서의 인신 매매가 물리적 시장에서 인터넷으로 크게 이동 한 것을 관찰 한 후, 온라인 환경에서 회사를 소집하여 힘을 합쳐 막았습니다.

코끼리 파트너의 불법 거래를 목표로하는 동맹 파트너는 애완용 호랑이 새끼 판매, 판 골린 비늘 및 불법 산호 거래와 같은 범죄 거래를 목표로합니다.

케냐 마사 이족 마라 국립 공원에서 아프리카 사바나 코끼리. Tom Stahl / WWF의 사진

WWF의 야생 동물 범죄 프로그램 책임자 인 Giavanna Grein은“이전에는 사이버 범죄자들이 인터넷에서 꽤 자유롭게 운영 할 수있었습니다. "하지만 이제 우리는 모든 다른 플랫폼에서 억제력과 일관성을 유지하고 있습니다. 범죄자가 새 계정을 만들고 새 게시물을 올리면 즉시 게시가 중단되므로 해당 범죄자에게는 정말 실망 스러울 것입니다."

동맹은 Bing, 전자 상거래 사이트 및 소셜 미디어 회사와 같은 검색 엔진과 협력하여 플랫폼에서 금지 된 제품에 대한 강력하고 일관된 정책 을 채택 했습니다. WWF는 또한 회사가 야생 동물로 이동하는 광고 및 고객 계정을 인식하고 종료 할 수 있도록 교육을 제공합니다.

여기에는 야생 동물 밀매와 관련된 키워드를 검색하는 인간 탐정 작업과 알고리즘이 혼합되어 있습니다. 9 월에 Microsoft의 Earth for AI 팀은 불법 야생 동물과 제품을 온라인으로 탐지하는 자동화를 향상시키기 위해 노력하는 기술 회사 및 학자들을위한 AI 중심 워크숍을 개최 할 예정입니다. 목표는 누군가가 멸종 위기에 처한 종 게시물을보고 구매하기 전에이를 식별하고 근절하는 기술을 발전시키는 것입니다.

“AI는 온라인 야생 동물 밀매 퇴치의 핵심 요소입니다. 이것이 유일한 해결책은 아니지만 불법 야생 동물과 그 제품을 판매하는 게시물에 대한 검토를 자동화하면 야생 동물 사이버 범죄자에 대한 진입 장벽이 크게 높아질 것입니다.”라고 Grein은 말합니다.