12.08.22 às 12:00

Microsoft: Drones equipados com IA estudam golfinhos à beira da extinção

Cientistas e conservacionistas utilizam Drones para monitorar os golfinhos de Māui que estão entre os mais raros e mais ameaçados do mar

Pequenos e com uma nadadeira dorsal com formato arredondado diferente, os golfinhos de Māui estão entre os golfinhos mais raros e mais ameaçados do mar, com uma população conhecida de apenas 54 indivíduos. Décadas de pesca com redes na costa oeste da Nova Zelândia, no Pacífico Sul, quase levaram essa subespécie à extinção.

Agora, cientistas e conservacionistas estão usando uma combinação de drones, IA e tecnologias de nuvem para aprender mais sobre esses raros mamíferos marinhos. Eles dizem que a solução também pode ser aplicada para estudar outras espécies ameaçadas nos oceanos do mundo. 

O esforço faz parte de uma tendência crescente de uso de IA e outras tecnologias para coletar e analisar dados de maneira mais eficaz para a conservação ambiental. Por exemplo, o parceiro da Microsoft AI for EarthConservation Metrics, combina aprendizado de máquina, sensoriamento remoto e conhecimento científico para aumentar a escala e a eficácia dos levantamentos da vida selvagem. A NatureServe, outra organização parceira, aproveita as ferramentas Esri ArcGIS e a computação em nuvem da Microsoft para gerar mapas de habitat de alta resolução para espécies ameaçadas. 

Os cientistas e conservacionistas da ONG MAUI63 estão usando IA e outras ferramentas para apoiar a conservação dos golfinhos de Māui, batizados em homenagem ao semideus polinésio Māui. 

Os golfinhos de Māui desempenham um papel importante no sistema ecológico e espiritual de Aotearoa – o nome Māori para a Nova Zelândia. Eles habitam as águas ao largo da costa oeste da Ilha Norte do país – também conhecida como Te Ika-a-Māui, que se traduz como “o Peixe de Māui”. 

Pesando 50 quilos e medindo até 1,7 metros quando adultos, os golfinhos de Māui são um dos menores membros da família dos golfinhos marinhos e estão entre os mais furtivos. Eles têm marcas brancas, cinzas e pretas e nadadeiras dorsais pretas arredondadas. As marcas não variam entre os animais, o que significa que os indivíduos não podem ser identificados a olho nu. Estudar esses animais velozes no mar era difícil e caro. Os pesquisadores admitem que sabem pouco sobre seu comportamento, principalmente no inverno, quando as condições climáticas pioram. 

Agora, a equipe da MAUI63 acredita que tem uma solução: um drone com inteligência artificial que pode localizar, rastrear e identificar golfinhos. O objetivo de seu trabalho, de acordo com a cofundadora e bióloga marinha, professora Rochelle Constantine, é “dar certeza à nossa incerteza”. 

“Atualmente, tudo o que sabemos sobre eles é o comportamento observado no verão. Não sabemos praticamente nada sobre eles no inverno”, diz ela. 

Constantine, junto com o especialista em tecnologia e inovação, Tane van der Boon, e o entusiasta de drones, Willy Wang, fundaram a MAUI63 em 2018. Na época, a população de golfinhos de Māui era estimada em 63 indivíduos. Desde então, esse número caiu para 54. 

Enquanto bebiam em um pub, Van der Boon, que é o CEO do grupo, e Wang tiveram a ideia de usar drones, machine learning e computação em nuvem para estudar os golfinhos. “Eu estava interessado pelo aprendizado do computador – eu vi como ensinar os computadores a ver é uma coisa incrível. Fiquei intrigado com todas as coisas que poderíamos fazer”, diz ele. 

As nadadeiras arredondadas dos golfinhos de Māui são diferentes das nadadeiras mais pontiagudas de outras espécies. Isso significava que os modelos de visão computacional existentes não eram adequados para identificar esses golfinhos. Assim, van der Boon passou “alguns meses de noites e fins de semana” aprendendo sozinho a construir um modelo. Ele então marcou meticulosamente imagens de golfinhos de Māui da Internet para treinar o modelo para identificá-los. 

Foi o primeiro de muitos desafios. Seguiram-se quatro anos de desenvolvimento, testes e arrecadação de fundos. A equipe também teve que obter permissões para operar seu drone de 4,5 metros de envergadura sobre o mar. Eles avistaram seus primeiros golfinhos de Māui no início deste ano. 

“Foi bem emocionante. Estávamos sentados na van, o drone estava a 16 quilômetros da costa e pudemos ver a IA detectando golfinhos enquanto voávamos em círculos ao redor deles”, lembra van der Boon. 

O desenvolvimento contou com financiamento do Cloud and AI Country Plan da Nova Zelândia, que inclui apoio financeiro para projetos com impacto social sustentável, bem como apoio da Microsoft Philanthropies ANZ. A solução combina uma câmera estática UHD de 8K e uma câmera móvel full HD com um modelo de detecção de objetos para detectar golfinhos e um algoritmo de código aberto originalmente desenvolvido para reconhecimento facial. Hospedado no Microsoft Azure, ele reúne dados que serão usados para identificar animais individuais pela forma e tamanho de suas nadadeiras dorsais e quaisquer arranhões e marcas nelas. 

A MAUI63 também está desenvolvendo um aplicativo chamado Sea Spotter, financiado pela Microsoft, que usa o Azure Functions para permitir que as pessoas façam upload de fotos de avistamentos de animais e usem um algoritmo de IA para saber qual indivíduo eles viram. Ser capaz de identificar o habitat do golfinho de Māui é crucial para entender como protegê-lo contra ameaças, de acordo com os conservacionistas. 

Constantine diz que hoje o risco de os golfinhos de Māui serem capturados acidentalmente em redes de pesca é “extremamente baixo”, graças a um santuário marinho que foi criado em torno de seu habitat conhecido em 2008 e expandido em 2020. No entanto, eles podem nadar para fora dessas áreas protegidas. É por isso que a MAUI63 está trabalhando em um projeto de integração com empresas de pesca para notificar suas tripulações sobre avistamentos feitos pelo drone em tempo real.

Outra ameaça é a toxoplasmose, uma doença causada por um parasita que vive nas fezes dos gatos, que entra na cadeia alimentar marinha por meio do escoamento da terra para a água e pode ser fatal para mamíferos marinhos. “Se você entender onde os golfinhos estão regularmente, você pode começar a olhar para as áreas onde a toxoplasmose pode estar entrando na água e talvez algo possa ser feito sobre isso”, diz van der Boon. 

O objetivo da MAUI63 é fornecer informações embasadas cientificamente para os tomadores de decisão de conservação. “Estamos tentando coletar os dados e disponibilizá-los para quem precisar. Não estamos aqui para tomar decisões sobre como eles devem ou não ser protegidos. Isso é fundamental, porque todo mundo tem sua própria opinião”, explica van der Boon. Por enquanto, diz ele, ainda não se sabe se o trabalho da MAUI63 vai evitar a extinção, mas todos concordam que vale a pena tentar. 

Os golfinhos Māui têm um significado especial para muitos Māori – eles são considerados kaitiaki (guardiões) que ajudaram a guiar as waka (canoas) de seus ancestrais quando chegaram a Aotearoa há centenas de anos. 

A cientista ambiental Dr. Aroha Spinks diz que protegê-los é essencial para aumentar o mauri, ou força vital, do meio ambiente. “Do ponto de vista maori – que também é respaldado pela ciência – a saúde do meio ambiente afeta a saúde e o bem-estar das pessoas”, diz ela. 

A MAUI63 planeja disponibilizar seus aprendizados e tecnologia para pessoas que trabalham com outras espécies marinhas, como um projeto em potencial na Antártida com o Conselho Ambiental da União Europeia. Constantine espera que a abordagem de alta tecnologia seja tão revolucionária para outros pesquisadores quanto foi para ela. “Isso faz uma grande diferença para o meu mundo, para as conversas que podemos ter e para as informações que podemos dar aos governos e ao público sobre como tomar decisões de conservação que realmente importam”. 

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