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IA na conservação da vida selvagem

Descobre como a IA pode transformar a conservação da vida selvagem, melhorando os esforços de proteção dos recursos florestais e da vida selvagem.

A conservação da vida selvagem é crucial para manter o delicado equilíbrio dos nossos ecossistemas. Todos os animais, plantas e organismos desempenham um papel na manutenção dos processos naturais, como o ar puro, o solo fértil e a purificação da água. Proteger estes ecossistemas através da conservação da floresta e da vida selvagem é essencial.

Ao longo do tempo, os esforços de conservação da vida selvagem evoluíram. As primeiras estratégias centraram-se na criação de áreas protegidas e na implementação de regulamentos básicos, como a Lei de Conservação da Vida Selvagem. No entanto, como a atividade humana ameaçava cada vez mais os ecossistemas, tornaram-se necessários métodos mais avançados. De acordo com a Animal Matters, cerca de 30.000 espécies por ano - cerca de três por hora - estão a ser levadas à extinção, o que sublinha a necessidade urgente de melhores estratégias de conservação da vida selvagem.

Atualmente, a IA está a revolucionar os esforços de conservação, oferecendo novas ferramentas para monitorizar, proteger e preservar a vida selvagem. Este artigo explora o papel transformador da IA na conservação da vida selvagem, destacando o seu potencial para melhorar a identificação de espécies, a monitorização de populações, o mapeamento de habitats e os esforços de combate à caça furtiva.

‍Opapel da IA de visão na conservação da vida selvagem‍

Como as actividades humanas e as alterações climáticas continuam a ameaçar a vida selvagem, os conservacionistas estão a recorrer a tecnologias avançadas como a Vision AI. Esta tecnologia, que processa e analisa dados visuais, está a revelar-se um fator de mudança. Ao interpretar imagens e vídeos, a IA de visão pode ajudar os conservacionistas a trabalhar com maior precisão e eficiência. Vamos explorar a forma como esta tecnologia está a fazer a diferença.

Identificação das espécies

A IA de visão está a ajudar a identificar e a classificar a vida selvagem em diferentes grupos. Ao aplicar a deteção de objectos a imagens e vídeos de armadilhas fotográficas e drones, modelos de visão por computador como o Ultralytics YOLOv8 conseguem identificar com precisão diferentes espécies, mesmo em condições difíceis. Esta tecnologia permite aos investigadores monitorizar a biodiversidade e detetar espécies novas ou ameaçadas de forma mais eficaz do que os métodos tradicionais.

Fig 1. YOLOv8 identificar espécies de animais selvagens.

Monitorização da população

O seguimento das populações animais é um aspeto importante dos esforços de conservação. Soluções como a IA de visão implementada em drones e armadilhas fotográficas podem permitir uma observação contínua e não intrusiva. Modelos de visão por computador como o YOLOv8 podem seguir o movimento, observar padrões de comportamento e utilizar a contagem de objectos para acompanhar o tamanho das populações, fornecendo informações valiosas sobre as migrações e o comportamento dos animais. Estas soluções podem ajudar os parques nacionais e áreas como a criação de animais, ajudando a monitorizar o bem-estar dos animais e a recolher outros dados valiosos. 

Fig 2. YOLOv8 modelo de contagem de gado.

Mapeamento de Habitats

A cartografia do habitat é fundamental para compreender e proteger os ecossistemas de que a vida selvagem depende. Os modelos de visão por computador podem analisar imagens de satélite e dados ambientais para acompanhar as alterações do habitat ao longo do tempo. Esta informação ajuda os conservacionistas a identificar áreas críticas, tais como áreas de reprodução e rotas migratórias, e a planear estratégias para proteger estes recursos vitais da floresta e da vida selvagem.

Um exemplo do mundo real é o trabalho realizado pelo VITO, o Instituto Flamengo de Investigação Tecnológica, em colaboração com a Agência Europeia do Ambiente (AEA ) e a Wageningen Environmental Research, que gerou mapas de habitats classificados por IA/ML para regiões que incluem os Países Baixos, a Áustria e o Sul de Portugal.

Fig. 3. Mapa de habitats EUNIS com classificação AI/ML de nível 2 e resolução espacial de 10 metros para a Áustria.

Esforços de combate à caça furtiva

A caça furtiva continua a ser uma grande ameaça para a vida selvagem. De acordo com um relatório recente da World Animal Foundation, a caça furtiva é um negócio altamente lucrativo, que gera entre 7 e 23 mil milhões de dólares por ano. 

A Vision AI ajuda os conservacionistas a detetar e prevenir estas actividades ilegais. Ao monitorizar áreas protegidas com câmaras de vigilância e drones, a IA pode detetar actividades suspeitas e alertar as autoridades em tempo real. Esta abordagem proactiva reforça os esforços de combate à caça furtiva e protege as espécies em perigo.

De acordo com a Discover Magazine, o grupo Harvard Teamcore, em colaboração com organizações como a Air Shepherd, desenvolveu drones equipados com IA que desempenham um papel crucial neste esforço. Estes drones, equipados com câmaras térmicas de infravermelhos, conseguem identificar os caçadores furtivos mesmo no escuro.

Fig. 4. Visão por computador para detetar caçadores furtivos.

As vantagens da utilização da IA na conservação da vida selvagem

A IA traz muitas vantagens para a conservação da vida selvagem, oferecendo novas formas de proteger a biodiversidade de forma mais eficaz. Eis alguns dos principais benefícios:

Eficiência e precisão

A IA melhora significativamente a eficiência e a precisão da recolha e análise de dados. Os métodos tradicionais baseiam-se frequentemente na observação manual, que pode ser morosa e suscetível de erros. Por exemplo, durante os levantamentos de aves, os conservacionistas costumam contar as aves em pontos específicos de um habitat. Este método pode ser trabalhoso e impreciso devido ao cansaço do observador ou a erros de identificação. A IA pode processar grandes quantidades de dados de forma rápida e precisa, fornecendo informações fiáveis e reduzindo a possibilidade de erros.

Um estudo de caso pode ser encontrado na investigação"Bird Surveys in Grasslands", em que foram comparados dois métodos, contagens pontuais e transectos. O estudo destacou os desafios da recolha manual de dados, como a variabilidade das taxas de deteção e a influência dos factores ambientais na precisão do observador. Os levantamentos manuais exigem um esforço humano e tempo significativos, conduzindo frequentemente a dados incompletos ou inconsistentes devido às limitações dos observadores humanos

A IA, no entanto, pode processar grandes quantidades de dados de forma rápida e precisa, fornecendo aos conservacionistas informações fiáveis e reduzindo a probabilidade de erros.

Escalabilidade

Uma das principais vantagens da IA é a sua escalabilidade. Os sistemas de IA podem monitorizar vastas áreas e numerosas espécies em simultâneo, algo que seria impossível para as equipas humanas conseguirem sozinhas. Esta escalabilidade permite uma monitorização abrangente de diversos ecossistemas, permitindo que os esforços de conservação cubram mais terreno e cheguem a mais espécies de forma eficaz.

Custo-eficácia

As tecnologias de IA também podem ser rentáveis a longo prazo. Embora o investimento inicial em sistemas de IA possa ser elevado, a redução da necessidade de recursos humanos extensivos pode levar a poupanças significativas ao longo do tempo. A recolha e análise automatizadas de dados reduzem os custos de mão de obra e permitem aos conservacionistas afetar os recursos de forma mais eficiente.

Monitorização 24/7

A IA permite a monitorização constante da vida selvagem e dos seus habitats. Ao contrário dos esforços humanos, os sistemas de IA não necessitam de descanso e podem funcionar 24 horas por dia. Esta vigilância contínua é crucial para a deteção atempada de ameaças, como a caça furtiva ou alterações ambientais, permitindo uma ação imediata para proteger espécies ameaçadas e preservar habitats críticos.

Desafios e desvantagens

Embora a IA ofereça benefícios significativos para a conservação da vida selvagem, também apresenta vários desafios e inconvenientes que têm de ser abordados. Eis algumas das principais questões:

Limitações técnicas

Os sistemas de IA podem enfrentar desafios técnicos, como limitações de precisão, estrangulamentos no processamento de dados e a necessidade de conjuntos de dados de treino grandes e bem rotulados. Os erros de identificação podem conduzir a dados incorrectos e o tratamento de grandes volumes de imagens de alta resolução ou de filmagens de vídeo pode ser esmagador.

Barreiras financeiras

A implementação de sistemas avançados de IA na conservação da vida selvagem é dispendiosa. As despesas incluem a aquisição e manutenção de drones, armadilhas fotográficas e outros equipamentos, bem como o armazenamento e processamento de dados. Além disso, a instalação de câmaras em áreas grandes e extensas, como os parques nacionais, aumenta ainda mais os custos. Estas barreiras financeiras podem ser restritivas para muitas organizações de conservação, especialmente aquelas com recursos limitados.

Integração com métodos existentes

A integração da IA nas técnicas de conservação tradicionais pode ser complexa. Exige mudanças significativas nos procedimentos e na formação do pessoal. A resistência à adoção de novas tecnologias e a complexidade de combinar a IA com métodos estabelecidos podem dificultar uma implementação bem sucedida, bem como prolongar o calendário de implementação.

Dependência da tecnologia

A dependência excessiva da IA apresenta riscos como avarias no hardware, erros de software e outras falhas. A dependência da tecnologia pode reduzir as competências e conhecimentos tradicionais dos conservacionistas, tornando-os menos eficazes em situações em que a tecnologia não está disponível ou não é adequada. O equilíbrio entre a utilização da IA e os métodos tradicionais é crucial para manter a resiliência e a adaptabilidade dos esforços de conservação.

O futuro da IA na conservação da vida selvagem

À medida que a tecnologia de IA continua a avançar, o seu potencial para revolucionar a conservação da vida selvagem torna-se ainda mais promissor. Espera-se que os desenvolvimentos emergentes melhorem muito a forma como monitorizamos, protegemos e preservamos a vida selvagem, tornando os esforços de conservação mais eficazes e mais adequados aos desafios futuros.

Drones e robôs autónomos

Estão constantemente a ser desenvolvidos novos desenvolvimentos na conservação da vida selvagem. Por exemplo, a investigação sobre drones autónomos e robótica equipada com IA já começou, mostrando um potencial promissor na monitorização da vida selvagem, nos esforços de combate à caça furtiva e até na monitorização de incêndios florestais. 

De acordo com um estudo sobre a monitorização de incêndios florestais com recurso a drones não tripulados, estes drones podem patrulhar eficazmente áreas vastas e inacessíveis com um mínimo de intervenção humana, fornecendo dados em tempo real e respondendo às ameaças de forma mais rápida e eficaz. 

No contexto dos incêndios florestais, estes drones podem ajudar a detetar e monitorizar os focos de incêndio, permitindo uma resposta rápida para proteger a vida selvagem e os habitats. À medida que a tecnologia de IA avança, espera-se que estes drones e robôs tomem decisões ainda mais sofisticadas em tempo real, tais como alterar as suas trajectórias de voo para seguir animais, evitar obstáculos ou seguir a propagação de incêndios florestais, aumentando ainda mais a sua eficácia na proteção da vida selvagem no futuro.

Avanços na visão computacional

Os futuros avanços nos modelos de visão computacional, tais como modelos mais sofisticados de reconhecimento de objectos e de análise de comportamento, aumentarão ainda mais a capacidade de monitorizar e compreender a vida selvagem. Sem dúvida, à medida que os modelos de visão computacional evoluírem, eles serão capazes de processar imagens e vídeos de alta resolução de forma mais eficiente, fornecendo percepções ainda mais precisas e detalhadas sobre o comportamento animal, a dinâmica da população e o uso do habitat.

Principais conclusões 

Neste artigo, explorámos a forma como a IA está a transformar a conservação da vida selvagem, melhorando a identificação de espécies, a monitorização de populações, o mapeamento de habitats e os esforços de combate à caça furtiva. Discutimos os benefícios, incluindo uma maior eficiência, escalabilidade, relação custo-eficácia e monitorização 24 horas por dia, 7 dias por semana, ao mesmo tempo que abordamos desafios como limitações técnicas, barreiras financeiras e dependência da tecnologia. 

Olhando para o futuro, o desenvolvimento contínuo da IA oferece avanços promissores, mas a utilização ética e a investigação contínua são cruciais para criar estratégias de conservação eficazes e proteger a biodiversidade para as gerações futuras.

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