Estudiar los arrecifes de coral solía significar horas de minucioso análisis manual, pero la inteligencia artificial está cambiando las reglas del juego. Una nueva red neuronal puede procesar los sonidos del océano en tiempo real e identificar la actividad de los peces 25 veces más rápido que los humanos. Esta tecnología revolucionará la forma en que los científicos monitorean la salud de los arrecifes de coral y protegen los ecosistemas marinos.
Los arrecifes de coral se encuentran entre los ecosistemas más diversos de la Tierra. Aunque los arrecifes de coral cubren menos del 1% del océano, proporcionan hábitat para aproximadamente el 25% de las especies marinas en alguna etapa de su ciclo de vida. Con tanta biodiversidad concentrada en un solo lugar, los científicos enfrentan desafíos para identificar exactamente qué especies y cuántas.
Para solucionar este problema, investigadores del Instituto Oceanográfico Woods Hole han desarrollado un nuevo método que combina la monitorización acústica con redes neuronales para analizar la actividad de los peces en función del sonido. Su informe de investigación fue publicado hoy (11 de marzo) en JASA, la revista de la Acoustical Society of America, publicada por AIP Press.
Durante años, los científicos han dependido del monitoreo acústico pasivo para estudiar los arrecifes de coral. Se trata de colocar una grabadora submarina en el arrecife durante varios meses para capturar los sonidos ambientales. Si bien las herramientas de procesamiento de señales existentes pueden analizar grandes cantidades de datos de audio, no están diseñadas para detectar sonidos específicos. Para identificar llamadas de peces individuales o sonidos específicos de especies, los investigadores todavía tienen que examinar manualmente horas de grabaciones.
El autor Seth McCammon dijo: "Honestamente, es un trabajo horrible para las personas que lo hacen. Es un trabajo increíblemente tedioso. Es muy doloroso".
Igualmente importante es que este análisis manual es demasiado lento para aplicaciones prácticas. Muchos de los arrecifes de coral del mundo están amenazados por el cambio climático y las actividades humanas, por lo que poder identificar y rastrear rápidamente los cambios en las poblaciones de arrecifes de coral es fundamental para los esfuerzos de conservación.
"A los humanos les tomó años analizar datos hasta este punto. Analizar datos de esta manera simplemente no funciona a escala", dijo McCammon.
Como alternativa, los investigadores entrenaron una red neuronal para clasificar automáticamente grandes cantidades de datos acústicos y analizar grabaciones de audio en tiempo real. Su algoritmo es tan preciso como el de los expertos humanos a la hora de descifrar las tendencias acústicas de los arrecifes de coral, pero es más de 25 veces más rápido y podría cambiar la forma en que se monitorean y estudian los océanos.
"Ahora que ya no necesitamos a los seres humanos involucrados, ¿qué otros tipos de dispositivos podemos usar además de las grabadoras? Parte del trabajo que está haciendo mi coautor Aran Mooney incluye la integración de esta red neuronal en un amarre flotante que actualizará los recuentos de sonidos de peces en tiempo real. También estamos trabajando para llevar nuestra red neuronal a nuestro vehículo submarino autónomo, CUREE, para que pueda escuchar los sonidos de los peces y mapear puntos críticos de actividad biológica", dijo McCammon.
La tecnología también tiene el potencial de resolver un problema de larga data en la investigación de la acústica oceánica: hacer coincidir cada sonido único con un pez.
"Para la gran mayoría de las especies, todavía no estamos en el punto en el que podamos decir con certeza que cierto sonido proviene de cierto pez", dijo McCammon. "Ese, al menos para mí, es el Santo Grial que estamos buscando. Al detectar los sonidos de los peces en tiempo real, podemos comenzar a construir dispositivos que puedan escuchar automáticamente los sonidos y luego ver qué peces hay cerca".
McCammon espera que dichas redes neuronales eventualmente brinden a los investigadores la capacidad de monitorear las poblaciones de peces en tiempo real, identificar especies problemáticas y responder a los desastres. En un momento en que los arrecifes de coral necesitan toda la ayuda posible, esta tecnología ayudará a los conservacionistas a tener una idea más clara de su salud.
Compilado de /ScitechDaily