Искусственный интеллект помогает рейнджерам защищать исчезающих животных

В начале XX века в Юго-Восточной Азии обитало более 100 000 диких тигров. Сегодня, по данным Всемирного фонда дикой природы (WWF), их осталось менее 4000.

Браконьерство — одна из главных угроз для выживания вида. Части тела одного тигра могут принести на черном рынке более 50 000 долларов, а организованные банды браконьеров ежегодно убивают десятки животных. На заповедных территориях по всей Африке и Азии перегруженные и недостаточно оснащенные рейнджеры пытаются справиться с этим кризисом.

Новый инструмент, разрабатываемый в Гарвардской школе инженерии и прикладных наук им. Джона А. Полсона, призван дать рейнджерам преимущество в борьбе с браконьерами. Protection Assistant for Wildlife Security (PAWS) — это система искусственного интеллекта, которая прогнозирует уровень риска браконьерства на разных участках заповедника и помогает рейнджерам патрулировать более эффективно.

Разрабатываемая в лаборатории Милинда Тамбе, профессора компьютерных наук, система использует данные о зарегистрированных случаях браконьерства и факторы окружающей среды, чтобы определить районы, которые браконьеры могут атаковать в будущем, и предложить рейнджерам оптимальные маршруты патрулирования.

"Я восхищаюсь этими рейнджерами. Они делают удивительную работу за небольшую плату... Но анализ данных — это не то, для чего их нанимали. Это то, что мы можем им предоставить. Без данных они вынуждены строить свои патрули в основном на интуиции. Этот инструмент дает им основанные на доказательствах идеи о том, где патрулировать", — говорит Милинд Тамбе.

Проект, запущенный Тамбе в 2013 году, теперь готов к внедрению в заповедниках по всему миру.

PAWS будет интегрирована в систему SMART (Spatial Monitoring and Reporting Tool), которую Общество охраны дикой природы (WCS) и WWF используют в тысячах парков и заповедников для сбора данных о браконьерстве.

"Собственный анализ SMART смотрит в прошлое, а PAWS дополняет этот анализ, предоставляя прогнозы о том, что делать в будущем", — поясняет Тамбе.

Как работает PAWS:

  • Система делит территорию парка на квадраты 1 км × 1 км.
  • Алгоритмы машинного обучения анализируют исторические данные SMART (собранные во время пеших патрулей: перемещения браконьеров, расположение ловушек).
  • Модели учитывают факторы: расстояние до дорог и населенных пунктов, древесный покров, топографию, количество животных.
  • Каждому квадрату присваивается рейтинг риска: высокий, средний или низкий.

Результаты пилотных испытаний:

  • Уганда (2016): PAWS выявила "горячую точку", которую рейнджеры ранее не патрулировали. Прибывший патруль обнаружил слона с отрезанными бивнями и целый рулон слоновьих петель.
  • В других тестах система помогла рейнджерам удалить 10 ловушек для антилоп до того, как в них попали животные.

Вызовы и развитие:

Работа на местах выявила практические проблемы. В Малайзии рейнджеры отказались следовать предложенным AI маршрутам, так как они не учитывали реальную местность (густой лес, склоны, необходимость идти по руслам рек). Это заставило команду переосмыслить алгоритмы планирования пути.

После испытаний в парках Уганды (2017) и Камбоджи (2019) проект получил новый импульс благодаря партнерству с Microsoft AI. Улучшенная версия PAWS готовится к запуску в 10–20 парках в феврале. Microsoft поможет создать более надежную и масштабируемую систему, а также с тестированием и сбором данных.

"Лучшее, что мы можем сделать в университете, — это построить прототип... Чтобы выпустить его в мир, сделать это программное обеспечение надежным, заслуживающим доверия, понятным и удобным в использовании, нам нужны такого рода партнерства", — отмечает Тамбе.

Будущие направления:

  • Исследование "разведывательных патрулей" для улучшения качества данных для системы.
  • Интеграция технологий для записи событий в реальном времени: фотоловушки, спутники, дроны.
  • Работа над проблемой "грязных данных" и определение порога, когда прогнозы AI становятся ненадежными.
  • Адаптация инструмента для защиты лесов и морских территорий.

Для Тамбе, заинтересовавшегося охраной дикой природы после встречи WWF о судьбе тигров, реализация проекта очень важна.

"Как исследователи ИИ, мы создаем программное обеспечение. Люди, которые действительно рискуют своей жизнью, — это рейнджеры. Но приятно иметь возможность каким-то образом помочь им защитить дикую природу... Представьте, если эти животные просто исчезнут навсегда. Каким был бы тогда мир для наших детей?"

2019-10-11