A inteligência artificial coloca o foco na vida dos insetos - Brutalk

A inteligência artificial coloca o foco na vida dos insetos - Brutalk

Os cientistas estão combinando inteligência artificial e tecnologia de computador avançada com conhecimento biológico para identificar insetos com velocidade sobrenatural. Isso abre novas possibilidades para descrever espécies desconhecidas e para rastrear a vida de insetos através do espaço e do tempo

Os insetos são o grupo de animais mais diverso da Terra e apenas uma pequena fração deles foi encontrada e formalmente descrita. Na verdade, existem tantas espécies que descobrir todas elas em um futuro próximo é improvável.

Essa enorme diversidade entre os insetos também significa que eles têm histórias de vida e papéis muito diferentes nos ecossistemas.

Por exemplo, uma mosca flutuante na Groenlândia vive uma vida muito diferente de um mantídeo na floresta tropical brasileira. Mas mesmo dentro de cada um desses dois grupos, existem numerosas espécies, cada uma com suas próprias características especiais e papéis ecológicos.

Para examinar a biologia de cada espécie e suas interações com outras espécies, é necessário capturar, identificar e contar muitos insetos. Nem é preciso dizer que esse é um processo que consome muito tempo e que, em grande medida, restringiu a capacidade dos cientistas de obter insights sobre como os fatores externos moldam a vida dos insetos.

Um novo estudo publicado no Anais da National Academy of Sciences mostra como a tecnologia de computador avançada e inteligência artificial de forma rápida e eficiente podem identificar e contar insetos. É um grande passo para os cientistas serem capazes de entender como esse importante grupo de animais muda ao longo do tempo - por exemplo, em resposta à perda de habitat e às mudanças climáticas.

Aprendizado Profundo

"Com a ajuda de tecnologia de câmera avançada, agora podemos coletar milhões de fotos em nossos locais de campo. Quando, ao mesmo tempo, ensinamos o computador a diferenciar as diferentes espécies, o computador pode identificar rapidamente as diferentes espécies nas imagens e conte quantos encontrou de cada um deles. É uma virada de jogo em comparação a ter uma pessoa com binóculos no campo ou na frente do microscópio no laboratório que identifica e conta os animais manualmente ", explica o cientista sênior Toke T Høye do Departamento de Biociências e Centro de Pesquisa do Ártico da Universidade de Aarhus, que chefiou o novo estudo. A equipe internacional por trás do estudo incluiu biólogos, estatísticos e engenheiros mecânicos, elétricos e de software.

Os métodos descritos no artigo são conhecidos como aprendizado profundo e são formas de inteligência artificial usadas principalmente em outras áreas de pesquisa, como no desenvolvimento de carros sem motorista. Mas agora os pesquisadores demonstraram como a tecnologia pode ser uma alternativa à laboriosa tarefa de observar insetos manualmente em seu ambiente natural, bem como as tarefas de classificar e identificar amostras de insetos.

"Podemos usar o aprendizado profundo para encontrar a agulha na pilha de feno, por assim dizer - o espécime de uma espécie rara ou não descrita entre todos os espécimes de espécies comuns e comuns. No futuro, todo o trabalho trivial pode ser feito por o computador e podemos nos concentrar nas tarefas mais exigentes, como descrever novas espécies, que até agora eram desconhecidas para o computador, e interpretar a riqueza de novos resultados que teremos ", explica Toke T. Høye.

E, de fato, há muitas tarefas pela frente, quando se trata de pesquisa em insetos e outros invertebrados, chamadas entomologia. Uma coisa é a falta de bons bancos de dados para comparar espécies desconhecidas com as já descritas, mas também porque uma parcela proporcionalmente maior de pesquisadores concentra-se em espécies conhecidas, como pássaros e mamíferos. Com o aprendizado profundo, os pesquisadores esperam poder avançar consideravelmente no conhecimento sobre os insetos.

Longas séries temporais são necessárias

Para entender como as populações de insetos mudam ao longo do tempo, as observações precisam ser feitas no mesmo lugar e da mesma maneira por um longo tempo. É necessário com longas séries temporais de dados.

Algumas espécies se tornam mais numerosas e outras mais raras, mas para entender os mecanismos que causam essas mudanças, é fundamental que as mesmas observações sejam feitas ano após ano.

Um método fácil é montar câmeras no mesmo local e tirar fotos da mesma área local. Por exemplo, as câmeras podem tirar uma foto a cada minuto. Isso fornecerá pilhas de dados que, ao longo dos anos, podem informar sobre como os insetos respondem a climas mais quentes ou às mudanças causadas pelo manejo da terra. Esses dados podem se tornar uma ferramenta importante para garantir um equilíbrio adequado entre o uso humano e a proteção dos recursos naturais.

"Ainda há desafios pela frente antes que esses novos métodos se tornem amplamente disponíveis, mas nosso estudo aponta uma série de resultados de outras disciplinas de pesquisa, que podem ajudar a resolver os desafios da entomologia. Aqui, uma estreita colaboração interdisciplinar entre biólogos e engenheiros é crítica ", diz Toke T. Høye.

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