KI-Tool hilft Ökologen, seltene Vögel anhand ihrer Lieder zu überwachen

Die Identifizierung häufiger Vogelarten anhand ihres Gesangs war noch nie so einfach, da sowohl Ökologen als auch der Öffentlichkeit zahlreiche Telefon-Apps und Software zur Verfügung stehen.Was aber, wenn die Identifizierungssoftware einen bestimmten Vogel noch nie zuvor gehört hat oder nur auf eine kleine Auswahl von Aufnahmen zurückgreifen kann?Dies ist ein Problem, mit dem Ökologen und Naturschützer konfrontiert sind, die einige der seltensten Vögel der Welt überwachen.

Um dieses Problem zu lösen, haben Forscher der University of Moncton, Kanada, ECOGEN entwickelt, ein einzigartiges Deep-Learning-KI-Tool seiner Art, das lebensechte Vogelstimmen erzeugen kann, um die Proben unterrepräsentierter Arten zu verbessern.Diese können dann zum Trainieren von Audio-Identifizierungstools für die ökologische Überwachung verwendet werden, die oft unverhältnismäßig mehr Informationen über häufig vorkommende Arten enthalten.

Die Forscher fanden heraus, dass das Hinzufügen künstlicher Vogelgesangsproben, die von ECOGEN generiert wurden, zu einem Vogelgesangsidentifikator die Genauigkeit der Vogelgesangsklassifizierung im Durchschnitt um 12 % verbesserte.Die Ergebnisse sind veröffentlicht In Methoden in Ökologie und Evolution.

Dr. Nicolas Lecomte, einer der leitenden Forscher, sagte:„Aufgrund der erheblichen globalen Veränderungen in den Tierpopulationen besteht ein dringender Bedarf an automatisierten Instrumenten, wie etwa akustischer Überwachung, um Veränderungen in der Artenvielfalt zu verfolgen.Den KI-Modellen zur Identifizierung von Arten im akustischen Monitoring fehlen jedoch umfassende Referenzbibliotheken.

„Mit ECOGEN können Sie diese Lücke schließen, indem Sie neue Instanzen von Vogelgeräuschen erstellen, um KI-Modelle zu unterstützen.Im Wesentlichen können Sie bei Arten mit begrenzten Wildaufzeichnungen, wie etwa solchen, die selten, schwer fassbar oder empfindlich sind, Ihre Klangbibliothek erweitern, ohne die Tiere weiter zu stören oder zusätzliche Feldforschung durchzuführen.“

Ein KI-Tool für den Naturschutz

Die Forscher sagen, dass die Erzeugung synthetischer Vogelgesänge auf diese Weise zum Schutz gefährdeter Vogelarten beitragen und auch wertvolle Einblicke in deren Lautäußerungen, Verhaltensweisen und Lebensraumpräferenzen liefern kann.

Das ECOGEN AI-Tool hat weitere potenzielle Anwendungen.Es könnte zum Beispiel zur Erhaltung extrem seltener Arten wie der vom Aussterben bedrohten Regenten-Honigfresser eingesetzt werden, bei denen junge Individuen nicht in der Lage sind, die Lieder ihrer Art zu lernen, weil es nicht genügend erwachsene Vögel gibt, von denen sie lernen können.

Das Tool könnte auch anderen Tierarten zugute kommen.Dr. Lecomte fügte hinzu:„Obwohl ECOGEN für Vögel entwickelt wurde, sind wir zuversichtlich, dass es auf Säugetiere, Fische (ja, sie können Geräusche erzeugen!), Insekten und Amphibien angewendet werden kann.“

Neben seiner Vielseitigkeit ist ein wesentlicher Vorteil des ECOGEN-Tools seine Zugänglichkeit, da es Open Source ist und sogar auf einfachen Computern verwendet werden kann.

Wie funktioniert es?

ECOGEN funktioniert, indem es reale Aufnahmen von Vogelgesängen in Spektrogramme (visuelle Darstellungen von Geräuschen) umwandelt und daraus dann neue KI-Bilder generiert, um den Datensatz für seltene Arten mit wenigen Aufnahmen zu erweitern.Diese Spektrogramme werden dann wieder in Audio umgewandelt, um Vogelgeräuschidentifikatoren zu trainieren.In dieser Studie verwendeten die Forscher einen Datensatz von 23.784 Wildvogelaufzeichnungen aus der ganzen Welt, die 264 Arten abdecken.

Quelle : Britische Ökologische Gesellschaft