Технологии охраны природы и заповедников:
Новый метод, помогающий опознавать «неуловимых» млекопитающих, основан на регистрации издаваемых ими звуков.
Биологи, пытающиеся сосчитать ламантинов Antillean (морских коров), находящихся в опасности в районе Коста-Рики и Панамы, столкнулись с самой настоящей проблемой: животные живут в мутной воде, которая делает их практически невидимыми.
“Я плавал на лодке по течению и против течения [вдоль Панамы] по реке Сан Сан ежедневно в течение двух лет, и все, что я умудрился обнаружить, так это были лишь носы,”- говорит биолог и программист Ривера-Чаварриа Марио. “Я мог их слышать, но я никогда их не видел.”
В 2013 году Ривера-Чаварриа, в ту пору работающий в Университете Коста-Рики (UCR), и его коллеги в Тропическом Научно-исследовательском институте в Смитсониан приступили к поискам ламантина в Панамских прибрежных водно-болотных угодьях реки Сан Сан, в области, граничащей с Коста-Рика и включающей реку Сан Сан.
Пользуясь лодкой, оборудованной бортовым сканирующим звуковым сонаром, который воссоздавал изображения с помощью отражения звуковых волн от затопленных животных и предметов окружающей среды, команда смогла дать оценку популяции ламантин на 18-километровом отрезке реки Сан Сан: животных было обнаружено очень немного в определенные месяцы и встречались они настолько редко, что создавалось впечатление, что это были всего лишь две особи, а вот в другие месяцы отмечено было большее количество особей - 33.
По мнению Ривера-Чаварриа, сонар действовал как стрессовый инструмент для этих животных, а он хотел доказать, что перепись популяции могла быть выполнена с применением менее агрессивного прибора.
Звуки, издаваемые ламантинами, имеют специфические особенности, которые позволяют обученному уху — или компьютеру — различать одну особь от другой.
Ривера-Чаварриа сделал запись песен животных с помощью подводных микрофонов, подвешенных к каноэ, когда он медленно греб вниз по течению реки Сан Сан.
Его коллега Хорхе Кастро, ученый-программист, работающий в настоящее время в Национальном Центре Высоких Технологий Коста-Рики, создал алгоритм автоматического подсчета ламантинов, основанным на записи данных. Кастро доказал, что, используя 54 образца призывных криков, принадлежавших четырем разным ламантинам, его алгоритм был точен на 100%.
Алгоритм разделяет процесс на четыре главных этапа: разделяет запись криков на короткие сегменты, сводит на нет шумы, маркирует крики ламантинов и объединяет в кластеры крики каждого отдельного ламантина.
Этап нейтрализации шумов Шум занимает самый продолжительный процесс обработки по времени; чтобы ускорить процесс Кастро, и его коллега Эстебан Менесес использовали суперкомпьютер. Они перевели алгоритм на язык программирования, что позволило им выполнять задачи параллельно, ускорив процесс обработки в 120 раз, о чем команда сообщила в прошлом июле в научно исследовательском институте инженеров по электронике и электротехнике (IEEE-ИЕЕЕ) на международной конференции по работам о биотехнологическом интеллекте.
В будущем, Кастро и его команда планируют приспособить алгоритм для идентификации криков цветного дрозда, национальной птицы Коста-Рики. Роберто Варгас-Масис, эксперт в биоакустике Национального Университета Дистанционного Образования Коста-Рики, который не участвовал в исследование по ламантинам, но желающий участвовать в исследовании птицы, говорит: “Эта технология позволит нам собрать и проанализировать большое количество данных и очень быстро определить, присутствует ли разновидность этого дрозда в определенных областях страны.”
фото и источник Журнал Саентифик Американ №01 2019 архив новостей
Автор: Дебби Понкнер
Перевод: Энигма Л.Н.
