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El aleteo ayudará a determinar la biodiversidad

Resumen gráfico. Crédito: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1574954121002478?

El número de insectos está disminuyendo en todo el mundo, con consecuencias nefastas para nuestros ecosistemas y sin que sepamos exactamente por qué. La Universidad de Copenhague ha establecido un nuevo método de inteligencia artificial para ayudar a monitorear y catalogar la biodiversidad de insectos, que hasta ahora ha sido un gran desafío.


Los insectos son vitales como polinizadores de plantas, como fuente de alimento para una variedad de animales y como descomponedores de la materia muerta de la naturaleza. Pero han estado luchando en las últimas décadas. Se estima que el 40 por ciento de las especies de insectos están en declive y un tercio está en peligro de extinción.

Por lo tanto, es más importante que nunca monitorear la biodiversidad de los insectos para comprender su disminución y, con suerte, ayudarlos. Hasta ahora, esta tarea ha sido difícil y consume muchos recursos. Esto se debe en parte al hecho de que los insectos son pequeños y muy dinámicos. Además, los investigadores científicos y las agencias públicas necesitan colocar trampas y capturar insectos y estudiarlos bajo un microscopio.

Para superar estos obstáculos, los investigadores de la Universidad de Copenhague han desarrollado un método que utiliza datos obtenidos de sensor infrarojo Para identificar y detectar batidos de alas para insectos individuales. El método de IA se basa en el aprendizaje automático no supervisado: los algoritmos pueden agrupar insectos de la misma especie sin intervención humana. Los resultados de este método pueden proporcionar información sobre la diversidad de Tipos de insectos En un espacio natural sin que nadie tenga que cazar y contar criaturas manualmente.

“Nuestro método facilita el seguimiento de cómo han evolucionado las poblaciones de insectos. Ha habido una pérdida significativa de biomasa de insectos en los últimos años. Pero hasta que sepamos exactamente por qué los insectos están disminuyendo, es difícil desarrollar las soluciones correctas. Aquí es donde nuestro método puede contribuir a nuevos e importantes conocimientos”, según Ph.D. El estudiante Claes Redhammer del Departamento de Ciencias de la Tierra y Gestión de Recursos Naturales de la Facultad de Ciencias de UCSD, quien ayudó a desarrollar el método.

inteligencia artificial avanzada

Los investigadores ya han desarrollado un algoritmo que identifica plagas en campos agrícolas. Pero en lugar de identificar a los insectos como plagas, los investigadores pudieron desarrollar que nuevo algoritmo Para identificar y contar diferentes grupos de insectos en la naturaleza en base a las mediciones obtenidas del sensor.

“El sensor es un poco como las cámaras de monitoreo de vida silvestre que se usan para monitorear los movimientos de los animales grandes en la naturaleza. Pero en lugar de tomar una fotografía, el sensor mide los insectos que han volado hacia la fuente de luz. El algoritmo luego usa los pulsos de las alas del insecto para identificarlos en diferentes grupos”, explica el profesor asociado Raghavendra Silvan, del Departamento de Ciencias de la Computación, quien lideró el desarrollo de la inteligencia artificial utilizada en el sensor.

El algoritmo distingue a los insectos por sus siluetas cuando sus alas están plegadas, ya que solo entonces las diferencias físicas se vuelven más evidentes. Luego compara las siluetas de diferentes grabaciones de insectos, colocando siluetas similares en el mismo grupo que luego se pueden usar para determinar qué insecto es más probable que haya volado a través del haz de luz.

El prototipo se lanzará en primavera.

Cuando los insectos emerjan con toda su fuerza en la primavera, los científicos utilizarán el prototipo para salir a la naturaleza y recopilar datos del mundo real.

Hasta ahora, los investigadores han probado el algoritmo y la inteligencia artificial utilizando una gran base de datos de imágenes de grabaciones de insectos obtenidas en condiciones controladas y algunos datos del mundo real, con resultados prometedores.

“Probaremos el sensor en diferentes paisajes, incluidas tierras desérticas, bosques y áreas agrícolas, para ver cómo funciona en el mundo real. Pero también, para alimentar el algoritmo con más datos, para que pueda ser más preciso”, Raghavendra Silvan. .

Según los investigadores, su invento hace posible monitorear muchas áreas geográficas de manera más completa de lo que era posible en el pasado. Al mismo tiempo, la invención hace que sea menos intensivo en recursos vigilar de cerca a los insectos, que constituyen el 80 por ciento de todas las especies de vida silvestre.

“Hoy en día, es imposible proporcionar el tipo de monitoreo necesario para obtener una visión general más precisa del desempeño de nuestros insectos. Este sensor solo necesita humanos para colocarlo en la naturaleza. Una vez allí, comienza a recopilar datos sobre poblaciones de insectosClaes Redhammer concluye.

hechos

  • Los insectos son el grupo más grande y diverso de especies animales descritas en la Tierra. Constituyen alrededor del 80% de todas las especies de animales terrestres del planeta.
  • Es la primera vez que este método de IA, conocido como Variable Autocoding (VAE), se utiliza para inventariar la biodiversidad de insectos.
  • Usando una señal de luz de un sensor infrarrojo, el algoritmo puede decodificar insectos que vuelan a través de un haz de luz.

Mientras que algunos insectos están disminuyendo, otros pueden prosperar


más información:
Klas Rydhmer et al, β-VAEs dinámicos para la medición de la biodiversidad mediante la síntesis de señales de insectos registradas ópticamente, informatica ambiental (2021). DOI: 10.1016 / j.ecoinf.2021.101456. www.sciencedirect.com/science/… ii/S1574954121002478

Introducción de
Universidad de Copenhague

La frase: Insect Wingbeats Will Help Determine Biodiversity (23 de febrero de 2022) Obtenido el 23 de febrero de 2022 de https://phys.org/news/2022-02-insect-wingbeats-quantify-biodiversity.html

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