Подводные микрофоны и машинное обучение помогают сохранить северных гладких китов

Исследователи из Корнеллского университета разработали новый метод оценки численности северных атлантических гладких китов, используя подводные микрофоны и машинное обучение (ML). Этот подход предлагает потенциально более безопасный и экономичный способ мониторинга этого находящегося под критической угрозой исчезновения вида.

Их исследование, опубликованное в Endangered Species Research, демонстрирует, как микрофоны в сочетании с ML и традиционными методами аэрофотосъемки могут помочь отслеживать популяции китов в заливе Кейп-Код — важнейшем месте нагула, где киты собираются каждую весну.

Для отслеживания этого вида ученые полагаются на дорогостоящие и опасные аэрофотосъемки или используют звукозаписи для определения их присутствия или отсутствия.

«Использование звукозаписей для мониторинга популяций китов не ново, — говорит ведущий автор Марисса Гарсия из Центра биоакустики сохранения K. Lisa Yang при Корнеллской лаборатории орнитологии. — Уникальность нашего исследования в том, что мы смогли на основе этих записей выйти за рамки простой информации о присутствии или отсутствии китов и получить приблизительное количество китов в районе».

Команда разместила в заливе Кейп-Код массив автономных морских записывающих устройств (MARU) для захвата звуков гладких китов.

После развертывания MARU команда обучила, проверила и применила модель глубокого обучения, которая могла автоматически обнаруживать звуки гладких китов с точностью 86%.

«Анализируя их характерные восходящие вокализации, мы можем обнаруживать их присутствие непрерывно, днем и ночью, — говорит Гарсия. — Такой круглосуточный мониторинг, который обеспечивает пассивная акустическая регистрация, просто невозможен при традиционных аэрофотосъемках, проводимых только в светлое время суток и при хорошей погоде».

Гарсия отмечает, что в подсчетах все еще есть неопределенность, которую команде предстоит устранить в будущих исследованиях, но ученые оптимистично настроены, что мониторинг вокализации китов перспективен для оценки их численности в целях сохранения.

Возможность расширить мониторинг на большие площади океана поможет ученым лучше оценить численность популяции по всему ареалу обитания. Гарсия подчеркивает, что гладких китов традиционно считали проблемой сохранения в Новой Англии, но они встречаются по всему восточному побережью США.

«Используя пассивные акустические данные и инструменты глубокого обучения, мы можем расширить район, который можем безопасно контролировать, и отслеживать этот вид, находящийся под критической угрозой», — говорит Гарсия.

Эта работа проводится в критическое время для северных атлантических гладких китов, популяция которых сократилась до менее 370 особей из-за столкновений с судами, запутывания в рыболовных снастях и изменений океанских условий, влияющих на их кормовую базу.