Společnost Huawei na konferenci ve Vídni představila výsledky své digitální platformy Tech4Fall. Ta letos oslavila pět let fungování, jejím hlavním cílem je ochrana životního prostředí a podpora biodiverzity. V rámci platformy Huawei realizovalo po celém světě nejrůznější projekty na celkem pěti desítkách chráněných území. Zaměřuje se na lesní, oceánské a mokřadové ekosystémy.
Na vídeňské konferenci byly prezentovány především evropské projekty. Hlavní část tvořily výsledky monitoringu biodiverzity u Neziderského jezera – největšího rakouského mokřadu. Oblast se potýká s degradací rákosových porostů, což ohrožuje místní faunu, zejména ptactvo. Od roku 2021 zde proto Huawei ve spolupráci s Vídeňskou univerzitou a národním parkem Neusiedler See – Seewinkel provádí kontinuální zvukový monitoring.
Oblast Neziderského jezera na východě Rakouska je významným biotopem pro desítky druhů ptáků
Pomocí moderních technologií a umělé inteligence se podařilo pořídit a analyzovat více než 2 miliony zvukových nahrávek, z nichž bylo identifikováno 69 druhů ptáků. Rozsáhlá databáze zvuků bude využita při tvorbě takzvaného konzervačního plánu, jehož součástí bude i systém kontrolovaných požárů. Hlavním cílem je posílení biologické odolnosti rákosí a podpora biodiverzity v oblasti. To vyžaduje důkladné pochopení chování a potřeb jednotlivých druhů, které zde žijí.
2 online strážci a 70 malých krabiček
Monitoring spočívá v rozmístění sedmi desítek audio senzorů AudioMoth nahrávajících zvuk do oblasti jihovýchodního břehu Neziderského jezera, která je zároveň součástí národního parku. Území je prakticky jedna velká bažina, takže místo je přístupné pouze pěšky a bezpečně se v něm mohou pohybovat jen místních poměrů znalí správci parku, tzv. rangeři. Právě oni se starají o rozmístění nahrávacích krabiček do terénu.
Ranger ukazuje jednu z offline nahrávacích krabiček • stahování dat v terénu
Krabičky jsou zavěšovány jsou v nepromokavém obalu na kůly zatlučené do země. Díky neprostupnosti terénu se obsluha parku nesetkala ve větší míře s kradením nebo ničením senzorů ze strany lidí, příroda si ale zhruba už desítku pytlíků vzala. Hlavní nevýhodou těchto krabiček je, že zvuk z nich je potřeba „stáhnout“ vždy fyzicky na místě, senzory totiž nejsou připojené k síti. To pro rangery znamená každého čtvrt roku se vydat do bažiny, podle přesné GPS polohy lokalizovat senzor, dojít k němu, stáhnout z něj data a vyměnit baterii. Tedy dost zdlouhavý a nepříliš efektivní způsob.
Výrazné usnadnění vědcům přináší řešení od Huawei – pokročilejší senzor nazvaný Guardian. V parku jsou instalovány dva exempláře na relativně dobře přístupných místech. Guardian je řádově větší zařízení, velikostně připomínající například set-top-box. Navíc je opatřen solárními panely, takže je s pomocí vestavěné baterie energeticky soběstačný. Na pohled celé řešení připomíná vrtulku, nebo květinu s velkými okvětními lístky, na nichž jsou osazeny zmiňované solární panely.
Guardian zaznamenává zvuky až do vzdálenosti několika stovek metrů na dvojici tyčových mikrofonů a okamžitě je přes 5G posílá na vzdálený server
Klíčová část Guardianu se ale skrývá vespod. Jde o dvojici zavěšených tyčovitých mikrofonů a také o modem, s jehož pomocí je celé zařízení připojeno k veřejné 5G síti rakouského operátora Magenta (sestra českého T-Mobilu). Zaznamenané zvuky posílá Guardian nepřetržitě do cloudu, kde jej algoritmy AI odšumí (Neziderské jezero je celkově velmi větrnou oblastí) a poté zahájí analýzu. Na základě zpěvu ptáků dokáže AI určit nejen jednotlivé druhy, ale i zda se ptáci například chystají k páření. Delší období bez zaznamenaných zvuků zase znamená odlet daného druhu do teplých krajin.
Ukázka nástroje Arbimon, který s pomocí AI dokáže rozpoznat jednotlivé druhy ptáků
Někteří ptáci se přizpůsobili
Území parku mají vědci virtuálně rozděleno do čtyř sektorů podle druhu rákosu a v monitoringu se zaměřují především na vliv stáří rákosí na různorodost ptačích druhů. Každému totiž vyhovuje jiná výška i hustota porostu. „Rákos se už několik desítek let nesklízí, což má samozřejmě své negativní důsledky. Zjistili jsme, že nejvíce ptačích druhů žije ve starších rákosových porostech. Řešením by mohlo být kontrolované vypalování části rákosu, což by mohlo prospět celému ekosystému,“ vysvětluje Christian Schulze, který na Vídeňské univerzitě zkoumá biodiverzitu.
Některým ptákům vyhovují více otevřenější oblasti jezera, jiní preferují vysoké husté rákosí
Systém umělé inteligence dokázal na základě shody zvukových vzorků rozpoznat 69 různých druhů ptáků. Mezi nejčastěji zaznamenané patřil rákosník obecný, sýkořice vousatá a strnad rákosní. Výzkum přinesl i nečekané zjištění ohledně slavíka modráčka. „Dlouhá léta jsme se domnívali, že modráčků v rákosí ubývá. Ukázalo se však, že tento druh začal ve velkém osidlovat staré rákosí,“ uvedl Schulze. Naopak bukač velký se kvůli přetrvávajícímu suchu z oblasti zcela vytratil.
Studie také odhalila, že zatímco některé druhy, jako například chřástal malý nebo rákosník tamaryškový, preferují staré rákosí, jiné druhy dávají přednost oblastem, kde rákos vyhořel a znovu vyrostl. Toto zjištění by mohlo vést k lepšímu managementu rákosí a posílení celkové druhové rozmanitosti v oblasti. Výzkum bude pokračovat i v dalších letech, kdy se vědci zaměří na hodnocení vlivu změn vodní hladiny na rozmanitost ptačí populace.
Další projekty Tech4All
Rakouský projekt u Neziderského jezera není zdaleka jediný, který Huawei v současnosti v rámci svojí ekologické platformy Tech4All realizuje. Podobným způsobem jako poslouchání zvuků ptáků funguje také monitoring zvěře v lesích polského Bělověžského národního parku.
Řecký startup Probotek ve spolupráci s Huawei provozuje systém prevence lesních požárů, využívající senzory, drony a umělou inteligenci. Systém dokáže identifikovat rizika v reálném čase a během 15 minut od vzniku požáru odeslat informace hasičským jednotkám.
V Norsku se zase testuje filtrační systém založený na umělé inteligenci, který má chránit místní populaci lososa obecného před invazivním lososem gorbuša. Pilotní provoz v roce 2023 odklonil 6000 invazivních ryb. V současnosti se zkoumá možnost rozšíření systému do dalších norských řek.
O Neziderském jezeře a jeho významu:
Neziderské jezero je chráněnou lokalitou UNESCO, ležící v rakouské spolkové zemi Burgenlandsko. Toto 18 000 hektarů velké jezero, jehož dominantou je největší souvislý rákosový porost v Evropě, je zároveň součástí Národního parku Neusiedler See - Seewinkel. V jeho jádrovém území se nachází bohatství mokřadních druhů, včetně řady ohrožených ptáků s významnými populacemi. Jezero je také zásadní zastávkou pro tisíce tažných ptáků a domovem široké škály obojživelníků a savců včetně lovících netopýrů.
Křehká rovnováha tohoto ekosystému je v ohrožení. Kvalita stanovišť v rákosových porostech klesá, dochází k odumírání větví, výhonků a kořenů. Existuje několik příčin, mezi nimiž hraje klíčovou roli narušení přirozených výkyvů hladiny vody v této oblasti. Jezero a jeho rákos historicky prosperoval díky výrazným kolísáním vodní hladiny, sahajícím od úplného vyschnutí až po zaplavení dvojnásobné plochy. Tyto přirozené výkyvy však byly omezeny výstavbou umělého regulačního kanálu a ještě zhoršeny dopadem klimatických změn. Vzniklé škody na rákosu a jeho fauně jsou rozsáhlé. Pokud se situace nezlepší, celému ekosystému hrozí zánik.