Delfinlar chiqaradigan tovushlar dengiz biologik xilma-xilligini himoya qilish va kuzatish uchun muhim vositaga aylantirilishi mumkin. São Paulo universiteti (USP)ga bogʻliq Okeanografiya instituti (IO) tadqiqotchilari janub-gʻarbiy Atlantika dengizidagi oltita delfin turini ularning pichirlari asosida ajratib koʻradigan sunʼiy intellekt (SI) algoritmini yaratdilar.
Ocean and Coastal Research jurnalida eʼlon qilingan bu tadqiqot dengiz hayotini kuzatishda sezilarli yutuqni tashkil etadi. Ishlab chiqarilgan texnologiya shuningdek, qiyin kirish joylaridagi suv mamullari populyatsiyalarini nazorat qilishni yaxshilash potentsialiga ega.
Bu modelni qurish uchun olimlar São Paulo qirgʻoq hududlarida, Fernando de Noronha arxipelagida va São Paulo janubiy qirgʻogʻidagi Cananéia estuari hududlarida yozilgan taxminan 1800 ta tovush yozuvlarini koʻrib chiqdilar.
Yozuvlarga oddiy delfinlar (Delphinus delphis), orkalar (Orcinus orca), Atlantik rangli delfinlar (Stenella frontalis), shishali burunli delfinlar (Tursiops truncatus), aylana delfinlar (Stenella longirostris) va kul rangli botlar (Sotalia guianensis) kabi turli turlarning tovushlari kirgan.
Algoritm turlarni aniqlashda 55% aniqlikka erishdi. Tadqiqotchilar bu natijani juda umidli deb bilishadi, chunki bu ushbu hayvonlarning akustik tanishishini avtomatlashtirish uchun boshlangʻich qadamni tashkil etadi.
Eng yuqori muvaffaqiyat darajasi oddiy delfinlarda 73,6% bilan kuzatildi, undan keyin kul rangli botlarda 65% va Atlantik rangli delfinlarda 55% boʻldi.
Akustik tanishishning istiqbollari va qiyinchiliklari
Maqolaning birinchi muallifi biolog Diogo D. Barcellosning aytishicha, tizimning aniqligi sinovdan oʻtkazish jarayonida ishlatiladigan namuna va yozuvlar miqdorini oshirish orqali oshirilishi mumkin. U USP gazetasiga shunday dedi: har bir tur uchun qancha koʻp maʼlumot mavjud boʻlsa, tizimning turli tovush naqshlari orasida farq qilish qobiliyati shuncha yuqori boʻladi.
Barcellos bu akustik oʻzgarishlar oziq-ovqat mavjudligi, yirtqichlar mavjudligi va inson faoliyati sabab boʻlgan taʼsirlar kabi turli muhitga moslashishlar bilan bogʻliq boʻlishi mumkinligini taʼkidladi. Baʼzi joylarda birgalikda yashovchi turlar bir-birining tovushlarini singdirishi mumkin, bu esa faqat akustik aniqlashni murakkablashtiradi.
Shu sababli, algoritmni koʻplab mintaqalarda yigʻilgan yozuvlar bilan oʻqitish muhimdir. Shu tariqa, akustik kutubxona kuzatuv aniqligini oshirish va janub-gʻarbiy Atlantika kitosefalari haqidagi bilimni kengaytirish uchun hayotiy vosita sifatida shakllanadi.
Jamoa Random Forest algoritmi asosidagi SI modelini oʻqitish uchun akustik kutubxonada toʻplangan maʼlumotlardan foydalangan. Bu tizim «qaror daraxtlari» toʻplami sifatida ishlaydi; har bir daraxt vokalizatsiyalarning davomiyligi, chastotasi, modulatsiyasi va pichiruvining oʻzgarishi kabi turli xususiyatlarni baholaydi, bu maʼlumotlardan foydalanib turkmani tasniflaydi. Keyinchalik, algoritm barcha daraxtlarning javoblarini konsolidatsiya qilib, eng koʻp takrorlanadigan tasnifni tanlaydi. Shu yoʻl bilan, model har bir turning maxsus akustik naqshlarini tanishni oʻrganadi va ular chiqaradigan tovushlarni eshitib, kitosefalarni avtomatik ravishda aniqlay oladi.
IO ning Suv mamullari saqlanishi biologiyasi laboratoriyasining rahbari va ishning ikkinchi muallifi professor Marcos Santos USPda oʻqituvchi lavozimiga tayinlangandan soʻng AQSh tadqiqotchilari bilan hamkorlikni boshlaganini aytdi. Ushbu hamkorlik maxsus jihozlarni import qilish va São Paulo shtati Tadqiqotni qoʻllab-quvvatlash fondidan (Fapesp) mablagʻlarni jalb qilish imkonini berdi, bu esa São Paulo qirgʻogʻidagi baliq va delfinlar akustikasi boʻyicha innovatsion tadqiqot oʻtkazishga yordam berdi.
Loyiha shuningdek, São Paulo qirgʻogʻi kitosefalari akustik kutubxonasini yaratish bilan yakunlandi. Barcellos laboratoriyaning bu sohasidagi ilmiy tadqiqotlarini amalga oshirgan birinchi tadqiqotchisi boʻlib, dengiz biologik xilma-xilligini akustik kuzatish rivojlanishiga hissa qoʻshdi.
Bioakustikaning fundamental roli
Santos bu turlarni kuzatishda bioakustikaning markaziy rolini taʼkidladi. U kelajakda qirgʻoq boʻylab bu mamullarning mavjudligini nazorat qilish uchun kemalar ishlatish shart boʻlmasligini bashorat qildi; faqat akustika turlarni aniqlash va maʼlum bir hududdagi individlar sonini sanash imkonini beradi. Biroq, buni amalga oshirish uchun mavjud akustik kutubxonani kengaytirish zarur.
Professor qoʻshimcha qildi: «Biroq, buning uchun biz allaqachon qurgan akustik kutubxonani yanada rivojlantirishimiz kerak, bu monitoring usulini mustahkamlash maqsadida, u allaqachon baʼzi mamlakatlarda qoʻllanilmoqda». U xulosa qildi: «Biz birinchi qadamni qoʻydik. Agar oldinga siljmasak, bu saʼy boʻsh ketadi. Biz kamida yana besh yil davomida shu usullarni qoʻllashimiz kerak».
USP tomonidan yaratilgan tizimning katta afzalliklaridan biri bu hayvonlarning tabiiy xatti-harakatiga aralashmasdan uzluksiz monitoring oʻtkazish qobiliyatidir. Vizual kuzatuvlarning ob-havo va yorugʻlik sharoitlariga bogʻliq boʻlishidan farqli oʻlaroq, SI bilan jihozlangan akustik sensorlar tun paytida yoki kam koʻrinadigan suvda ham uzluksiz ishlashi mumkin.
Bu doimiy kuzatuv kitosefalarning oziqlanish, koʻpayish va harakatlanish uchun hayotiy zonalarini topishga yordam beradi, shuningdek, atrof-muhit oʻzgarishlari va inson faoliyati bu populyatsiyalarga qanday taʼsir qilishini baholash imkonini beradi. Delfinlar va baliqlar oziq-ovqat zanjirining tepasida joylashganligi sababli, ular dengiz ekotizimlarining sogʻligʻi boʻyicha muhim koʻrsatkichlar hisoblanadi.
Barcellos uchun, natijalar SI ning dengiz faunasini monitoring qilish vositasi sifatida potentsialini, ayniqsa, ushbu turlarning uchrayotganligi va xatti-harakati haqida maʼlumotlar yetarli boʻlmagan janub-gʻarbiy Atlantika mintaqalarida isbotlaydi. Tizim shuningdek, saqlash birliklari menejerlariga turklarning mavjudligi, eng koʻp tashrif buyuriladigan hududlar va ularning paydo boʻlishining mavsumiyligi haqida doimiy maʼlumotlar taʼminlash orqali yordam bera oladi.
U «bu monitoring bizga kitosefalarning muhitdan qanday foydalanishini yaxshiroq tushunishga va dengiz ekotizimlariga inson faoliyati taʼsirini kamaytirishga qaratilgan davlat siyosati, saqlash choralari va tartibga solishlar uchun maʼlumotlar yaratishga yordam berishi mumkin» dedi. Akustik monitoring shuningdek, inson faoliyatining hayvonlarga taʼsirini baholash uchun xizmat qiladi. Vokalizatsiyalar chastotasidagi, maʼlum joylarni egallashdagi yoki turlarning xatti-harakatidagi oʻzgarishlar dengiz transporti, baliqchilik va dengiz muhitidagi boshqa aralashuvlar natijasida yuzaga kelgan taʼsirlarni signal berishi mumkin.
Tadqiqotning keyingi bosqichi São Paulo shtatining shimoliy qirgʻogʻi hududlarida, jumladan, São Sebastião kanali va Anchieta oroli yaqinidagi suvlar boʻyicha algoritmni sinovdan oʻtkazishni oʻz ichiga oladi, bu tizimni optimallashtirish va dengiz biologik xilma-xilligini saqlash dasturlarida uning qoʻllanilishini kengaytirish maqsadida amalga oshiriladi.
