الذكاء الاصطناعي في الحفاظ على الحياة البرية

يُعد الحفاظ على الحياة البرية أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على التوازن الدقيق لأنظمتنا البيئية. فلكل حيوان ونبات وكائن حي دور في استدامة العمليات الطبيعية، مثل تنقية الهواء وخصوبة التربة وتنقية المياه. ومن الضروري حماية هذه الأنظمة البيئية من خلال الحفاظ على الغابات والحياة البرية.

تطورت جهود الحفاظ على الحياة البرية بمرور الوقت. فقد ركزت الاستراتيجيات المبكرة على إنشاء مناطق محمية وتطبيق لوائح أساسية، مثل قانون الحفاظ على الحياة البرية. لكن مع تزايد تهديد الأنشطة البشرية للأنظمة البيئية، أصبحت الحاجة إلى أساليب أكثر تقدمًا ملحة. ووفقًا لموقع Animal Matters، يُدفع نحو 30,000 نوع سنويًا إلى الانقراض، أي نحو ثلاثة أنواع في الساعة، ما يؤكد الحاجة الماسة إلى استراتيجيات أفضل للحفاظ على الحياة البرية.

يُحدث الذكاء الاصطناعي اليوم تحولًا في جهود الحفاظ على الحياة البرية، إذ يوفر أدوات جديدة لرصد الحيوانات البرية وحمايتها وصونها. يستكشف هذا المقال الدور التحويلي للذكاء الاصطناعي في الحفاظ على الحياة البرية، ويسلط الضوء على قدرته على تعزيز تحديد الأنواع ورصد أعدادها ورسم خرائط الموائل ومكافحة الصيد غير المشروع.

دور الذكاء الاصطناعي البصري في الحفاظ على الحياة البرية#

مع استمرار الأنشطة البشرية وتغير المناخ في تهديد الحياة البرية، يتجه العاملون في مجال الحفاظ عليها إلى تقنيات متقدمة مثل الذكاء الاصطناعي للرؤية. وتثبت هذه التقنية، التي تعالج البيانات المرئية وتحللها، فائدتها الكبيرة. فمن خلال تفسير الصور ومقاطع الفيديو، يستطيع الذكاء الاصطناعي للرؤية مساعدة العاملين في الحفاظ على الحياة البرية على العمل بدقة وكفاءة أكبر.

التعرف على الأنواع#

يغيّر الذكاء الاصطناعي للرؤية أساليب تحديد الحياة البرية وتصنيفها ضمن مجموعات مختلفة. ومن خلال تطبيق اكتشاف الأجسام على الصور ومقاطع الفيديو الملتقطة بواسطة كاميرات الفخاخ والطائرات المسيّرة، تستطيع نماذج الرؤية الحاسوبية مثل Ultralytics YOLOv8 تحديد الأنواع المختلفة بدقة، حتى في الظروف الصعبة. ويمكنك تدريب نموذج YOLO لاكتشاف الحيوانات في البرية باستخدام مجموعة بيانات مثل الحياة البرية الأفريقية. وتتيح هذه التقنية للباحثين رصد التنوع البيولوجي واكتشاف الأنواع الجديدة أو المهددة بالانقراض بفعالية أكبر من الأساليب التقليدية.

الشكل 1. يتعرف Ultralytics YOLOv8 على أنواع الحياة البرية.

رصد أعداد الحيوانات#

يُعد تتبع أعداد الحيوانات جانبًا مهمًا من جهود الحفاظ على الحياة البرية. وتتيح الحلول المعتمدة على الذكاء الاصطناعي البصري، عند تطبيقها على الطائرات المسيّرة وكاميرات المصائد، مراقبة مستمرة وغير اقتحامية. ويمكن لنماذج الرؤية الحاسوبية مثل YOLOv8 تتبع الحركة وملاحظة الأنماط السلوكية واستخدام عدّ الأجسام لمتابعة أعداد الحيوانات، ما يوفر رؤى قيّمة عن هجراتها وسلوكها. ويمكن لهذه الحلول أن تفيد المتنزهات الوطنية ومجالات مثل تربية الحيوانات على حد سواء، إذ تساعد على مراقبة رفاه الحيوانات وجمع بيانات قيّمة أخرى.

الشكل 2. نموذج Ultralytics YOLOv8 يعدّ الماشية.

رسم خرائط الموائل#

يُعد رسم خرائط الموائل أساسيًا لفهم النظم البيئية التي تعتمد عليها الحياة البرية وحمايتها. ويمكن لنماذج الرؤية الحاسوبية تحليل صور الأقمار الصناعية والبيانات البيئية من أجل تتبّع تغيرات الموائل، مثل إزالة الغابات، بمرور الوقت. وتساعد هذه المعلومات العاملين في الحفاظ على الحياة البرية على تحديد المناطق الحيوية، مثل مناطق التكاثر ومسارات الهجرة، والتخطيط لاستراتيجيات تحمي موارد الغابات والحياة البرية المهمة هذه.

ومن الأمثلة الواقعية على ذلك العمل الذي أنجزه VITO، المعهد الفلمنكي للبحوث التكنولوجية، بالتعاون مع الوكالة الأوروبية للبيئة (EEA) وأبحاث فاخينينغن البيئية، حيث أُنتجت خرائط للموائل مصنفة بالذكاء الاصطناعي/التعلم الآلي لمناطق تشمل هولندا والنمسا وجنوب البرتغال.

الشكل 3. خريطة موائل EUNIS المصنفة بالذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي عند المستوى 2 وبدقة مكانية تبلغ 10 أمتار في النمسا.

جهود مكافحة الصيد الجائر#

لا يزال الصيد الجائر يشكل تهديدًا كبيرًا للحياة البرية. ووفقًا لتقرير حديث أعدته مؤسسة عالم الحيوان، يُعد الصيد الجائر تجارة مربحة للغاية، إذ تدرّ ما بين 7 و23 مليار دولار سنويًا.

يساعد الذكاء الاصطناعي للرؤية دعاة الحفاظ على البيئة على اكتشاف هذه الأنشطة غير القانونية ومنعها. فمن خلال مراقبة المناطق المحمية بكاميرات المراقبة والطائرات المسيّرة، يستطيع الذكاء الاصطناعي رصد الأنشطة المشبوهة وتنبيه السلطات في الوقت الفعلي. ويعزز هذا النهج الاستباقي جهود مكافحة الصيد الجائر ويحمي الأنواع المهددة بالانقراض.

وفقًا لمجلة Discover، طوّر فريق Harvard Teamcore، بالتعاون مع منظمات مثل Air Shepherd، طائرات مسيّرة مجهزة بالذكاء الاصطناعي تؤدي دورًا بالغ الأهمية في هذه الجهود. وتستطيع هذه الطائرات، المزودة بكاميرات حرارية تعمل بالأشعة تحت الحمراء، تحديد مواقع الصيادين الجائرين حتى في الظلام.

الشكل 4. رؤية حاسوبية تكشف الصيادين الجائرين. (المصدر: believersias.com)

فوائد استخدام الذكاء الاصطناعي في الحفاظ على الحياة البرية#

يقدم الذكاء الاصطناعي مزايا عديدة للحفاظ على الحياة البرية، إذ يوفر أساليب جديدة لحماية التنوع البيولوجي بفعالية أكبر. إليك بعض الفوائد الرئيسية:

الكفاءة والدقة#

يحسّن الذكاء الاصطناعي كفاءة جمع البيانات وتحليلها ودقتهما بدرجة كبيرة. فكثيرًا ما تعتمد الأساليب التقليدية على الملاحظة اليدوية، التي قد تستغرق وقتًا طويلًا وتكون عرضة للأخطاء. فعلى سبيل المثال، خلال عمليات مسح الطيور، يحصي العاملون في مجال الحفاظ على الحياة البرية عادةً الطيور في نقاط محددة ضمن الموطن. وقد تكون هذه الطريقة كثيفة العمل وغير دقيقة بسبب إرهاق المراقبين أو خطأ تحديد الأنواع.

يمكن الاطلاع على دراسة حالة في بحث «مسوح الطيور في الأراضي العشبية»، الذي قارن بين طريقتين، هما العدّ النقطي والمقاطع. وسلطت الدراسة الضوء على تحديات جمع البيانات يدويًا، مثل تفاوت معدلات الاكتشاف وتأثير العوامل البيئية في دقة المراقبين. وتتطلب المسوح اليدوية جهدًا بشريًا كبيرًا ووقتًا طويلًا، وغالبًا ما تؤدي إلى بيانات ناقصة أو غير متسقة بسبب محدودية المراقبين.

لكن الذكاء الاصطناعي يستطيع معالجة كميات كبيرة من البيانات بسرعة ودقة، ما يزود دعاة الحفاظ على البيئة بمعلومات موثوقة ويقلل احتمالية وقوع الأخطاء.

قابلية التوسع#

تُعد قابلية التوسع من أبرز مزايا الذكاء الاصطناعي. إذ تستطيع أنظمة الذكاء الاصطناعي مراقبة مساحات شاسعة وأنواع عديدة في الوقت نفسه، وهو أمر يتعذر على الفرق البشرية إنجازه بمفردها. وتتيح هذه القابلية مراقبة شاملة للنظم البيئية المتنوعة، بما يمكّن جهود الحفاظ على البيئة من تغطية مساحات أوسع والوصول بفاعلية إلى مزيد من الأنواع.

الجدوى الاقتصادية#

قد تكون تقنيات الذكاء الاصطناعي مجدية اقتصاديًا على المدى البعيد أيضًا. ورغم ارتفاع الاستثمار الأولي في أنظمة الذكاء الاصطناعي، فإن تقليل الحاجة إلى موارد بشرية كبيرة قد يحقق وفورات مهمة بمرور الوقت. كما يقلل جمع البيانات وتحليلها آليًا تكاليف العمالة، ويتيح لدعاة الحفاظ على البيئة توزيع الموارد بكفاءة أكبر.

المراقبة على مدار الساعة#

يتيح الذكاء الاصطناعي مراقبة الحياة البرية وموائلها باستمرار. فعلى عكس الجهود البشرية، لا تحتاج أنظمة الذكاء الاصطناعي إلى الراحة، ويمكنها العمل ليلًا ونهارًا. وتُعد هذه المراقبة المتواصلة ضرورية لاكتشاف التهديدات في الوقت المناسب، مثل الصيد الجائر أو التغيرات البيئية، ما يسمح باتخاذ إجراءات فورية لحماية الأنواع المهددة بالانقراض والحفاظ على الموائل الحيوية.

التحديات والسلبيات#

مع أن الذكاء الاصطناعي يقدم فوائد كبيرة للحفاظ على الحياة البرية، فإنه يطرح أيضًا تحديات وسلبيات عدة ينبغي معالجتها. إليك بعض أبرز هذه المسائل:

القيود التقنية#

قد تواجه أنظمة الذكاء الاصطناعي تحديات تقنية، مثل محدودية الدقة واختناقات معالجة البيانات والحاجة إلى مجموعات بيانات تدريب كبيرة وموضحة الوسوم جيدًا. وقد تؤدي أخطاء تحديد الأنواع إلى بيانات غير صحيحة، كما أن التعامل مع كميات كبيرة من الصور عالية الدقة أو مقاطع الفيديو قد يكون مرهقًا.

العوائق المالية#

تطبيق أنظمة الذكاء الاصطناعي المتقدمة في الحفاظ على الحياة البرية مكلف. وتشمل النفقات شراء الطائرات المسيّرة ومصائد الكاميرات وغيرها من المعدات وصيانتها، إلى جانب تخزين البيانات ومعالجتها. كما أن تركيب الكاميرات في مناطق واسعة وممتدة، مثل المتنزهات الوطنية، يزيد التكاليف. وقد تحد هذه العوائق المالية من قدرة كثير من منظمات الحفاظ على البيئة، ولا سيما المنظمات ذات الموارد المحدودة.

التكامل مع الأساليب القائمة#

قد يكون دمج الذكاء الاصطناعي مع تقنيات الحفاظ التقليدية معقدًا. ويتطلب ذلك تغييرات كبيرة في الإجراءات وتدريب الموظفين. وقد تعرقل مقاومة اعتماد التقنيات الجديدة وتعقيدات دمج الذكاء الاصطناعي بالأساليب المعتمدة التنفيذ الناجح وتطيل الجدول الزمني للتنفيذ.

الاعتماد على التكنولوجيا#

ينطوي الإفراط في الاعتماد على الذكاء الاصطناعي على مخاطر، مثل أعطال الأجهزة، وأخطاء البرمجيات، وغيرها من حالات الإخفاق. وقد يؤدي الاعتماد على التكنولوجيا إلى تراجع المهارات والمعارف التقليدية لدى دعاة الحفاظ على البيئة، ما يقلل فاعليتهم حين تكون التكنولوجيا غير متاحة أو غير ملائمة. ومن الضروري الموازنة بين استخدام الذكاء الاصطناعي والأساليب التقليدية للحفاظ على المرونة والقدرة على التكيف في جهود الحفاظ على البيئة.

مستقبل الذكاء الاصطناعي في الحفاظ على الحياة البرية#

مع استمرار تقدم تقنيات الذكاء الاصطناعي، تتزايد إمكاناتها في مجال الحفاظ على الحياة البرية. ومن المتوقع أن تحسّن التطورات الناشئة بدرجة كبيرة أساليب رصد الحياة البرية وحمايتها وصونها، ما يجعل جهود الحفاظ عليها أكثر فاعلية وملاءمة للتحديات المقبلة.

الطائرات المسيّرة والروبوتات ذاتية التشغيل#

تظهر باستمرار تقنيات جديدة للحفاظ على الحياة البرية. فعلى سبيل المثال، بدأ بالفعل البحث في الطائرات المسيّرة ذاتية التشغيل والروبوتات المزوّدة بالذكاء الاصطناعي، وقد أظهر إمكانات واعدة في رصد الحياة البرية ومكافحة الصيد غير المشروع، بل وحتى رصد حرائق الغابات.

وفقًا لدراسة عن مراقبة حرائق الغابات باستخدام الطائرات المسيّرة، تستطيع هذه الطائرات تسيير دوريات بفاعلية في مناطق شاسعة يصعب الوصول إليها، مع تدخل بشري محدود، وتوفير بيانات آنية والاستجابة للتهديدات بسرعة وفاعلية أكبر.

في سياق حرائق الغابات، يمكن لهذه الطائرات المسيّرة أن تساعد على اكتشاف الحرائق ومراقبتها، ما يتيح الاستجابة السريعة لحماية الحياة البرية والموائل. ومع تقدم تقنيات الذكاء الاصطناعي، يُتوقع أن تتخذ هذه الطائرات المسيّرة والروبوتات قرارات أكثر تطورًا أثناء التشغيل، مثل تغيير مسارات طيرانها لتتبع الحيوانات أو تجنب العوائق أو رصد انتشار حرائق الغابات، ما يعزز فاعليتها في حماية الحياة البرية مستقبلًا.

التطورات في الرؤية الحاسوبية#

ستعزز التطورات المستقبلية في الرؤية الحاسوبية، مثل نماذج التعرف على الأجسام وتحليل السلوك الأكثر تطورًا، القدرة على رصد الحياة البرية وفهمها. ومع تطور نماذج الرؤية الحاسوبية، ستتمكن من معالجة صور ومقاطع فيديو أعلى دقة بكفاءة أكبر، وتقديم رؤى أدق وأكثر تفصيلًا عن سلوك الحيوانات وديناميكيات أعدادها واستخدامها للموائل.

أبرز النقاط#

استعرضنا في هذا المقال كيف يحوّل الذكاء الاصطناعي جهود الحفاظ على الحياة البرية من خلال تحسين تحديد الأنواع ومراقبة أعدادها ورسم خرائط الموائل ومكافحة الصيد الجائر. وناقشنا فوائده، بما في ذلك تحسين الكفاءة وقابلية التوسع والجدوى الاقتصادية والمراقبة على مدار الساعة، وتناولنا أيضًا تحديات مثل القيود التقنية والعوائق المالية والاعتماد على التكنولوجيا.

وبالنظر إلى المستقبل، ينطوي استمرار تطور الذكاء الاصطناعي على آفاق واعدة، لكن الاستخدام الأخلاقي والبحث المتواصل ضروريان لوضع استراتيجيات فعالة للحفاظ على البيئة وحماية التنوع البيولوجي للأجيال القادمة.

هل أنت مهتم بأحدث التطورات في الرؤية الحاسوبية؟ انضم إلى مجتمعنا واطّلع على وثائق Ultralytics أو GitHub لمتابعة أحدث المستجدات. واستكشف تطبيقات الذكاء الاصطناعي الأخرى، بما في ذلك حلول الزراعة والتصنيع، لمزيد من المعلومات.