حقّق فريق بحثي دولي مشترك تقدماً كبيراً في تتبع مسارات الطيور عبر توظيف تقنيات الذكاء الاصطناعي من خلال تطوير نظام شامل، للكشف عن النداءات الليلية الدقيقة للطيور المهاجرة وتحديدها.
وقدّم الفريق البحثي من جامعة «نيويورك»، ومختبر «كورنيل» لعلم الطيور في الولايات المتحدة، و«المدرسة المركزية» في نانت بفرنسا، نظام «BirdVoxDetect» الخاص به، في ورقة بحثية نُشرت في إحدى دوريات «منظمة مهندسي الكهرباء والإلكترونيات» (IEEE)، المعنية بنشر الأبحاث العلمية حول معالجة الصوت والكلام واللغة، الذي يوضح بالتفصيل خوارزميات التعلم الآلي الأساسية التي تحرّك التقنية المبتكرة لاكتشاف نداءات الطيور.
وتختتم هذه الورقة البحثية دراسة الفريق التي استمرت 8 سنوات حول هذا الموضوع. ووفق النتائج من المتوقع أن يعزّز هذا التقدم مهام تتبع هجرة الطيور؛ مما قد يزوّد خبراء الحفاظ على البيئة ببيانات جديدة لدعم جهود حماية الطيور.
وقال قائد الفريق البحثي، ومدير مختبر أبحاث الموسيقى والصوت في جامعة «نيويورك»، خوان بابلو بيلو: «نحن الآن قادرون على استخراج أنماط دقيقة بشكل لا يُصدّق من هذه التسجيلات الصوتية التي قد تفوتها الأذن البشرية».
وأوضح في بيان منشور، الأربعاء: «هذا يشبه وجود جيش صغير من خبراء مراقبة الطيور ذوي السمع الخارق والصبر اللامتناهي للاستماع إلى السماء الليلية».
ويقترح باحثو الدراسة أن تصبح المراقبة الصوتية جزءاً لا يتجزّأ من الجهود المبذولة لدراسة الطيور المهاجرة والحفاظ عليها، خصوصاً أن هذه التكنولوجيا واعدة بصفة خاصة في المناطق النائية أو التي يصعب الوصول إليها حيث يصعب إجراء المراقبة التقليدية.
ويمكن للنظام الجديد اكتشاف نداءات الطيور وتحديد الأنواع المختلفة والتخلص من الأصوات غير السليمة بدقة أكبر من السابق، مما يسمح بتتبع أنماط الهجرة بدقة أكبر.
وتستند هذه التطورات إلى عمل سابق نُشر في مجلة «علم البيئة التطبيقي»؛ إذ أظهر فريق البحث لأول مرة قدرات نظام «BirdVoxDetect» على التنبؤ ببداية وتكوين الأنواع المختلفة للطيور في رحلات الهجرة الكبيرة. حلّلت تلك الدراسة بيانات صوتية لموسم هجرة كامل من الميكروفونات في شمال ولاية نيويورك - أكثر من 4 آلاف و800 ساعة من التسجيلات.
ويستخدم هذا النظام تقنيات التعلم الآلي المتقدمة لتحليل «تيرابايتات» من البيانات الصوتية التي جُمعت بوساطة شبكات الميكروفونات، واختيار «التغريدات» القصيرة التي يستخدمها عديد من الطيور للتواصل في أثناء الهجرة الليلية.
ووفق الدراسة فإن الطرق التقليدية لدراسة هجرة الطيور، مثل الرادار وملاحظات مراقبي الطيور المتطوعين، لها حدود.
ويمكن للرادار اكتشاف الكتلة الحيوية للرحلة، ولكن لا يمكنه تحديد الأنواع، في حين تقتصر بيانات المتطوعين في الغالب على مشاهدات النهار وتشير إلى الإشغال بدلاً من الطيران.
ويملأ الرصد الصوتي الحالي فجوات حاسمة، مما يسمح للباحثين باكتشاف الأنواع المهاجرة في ليلة معينة وتوصيف توقيت الهجرات بدقة أكبر.
وقد جعل الباحثون نظامهم متاحاً مجاناً بوصفه برنامجاً مفتوح المصدر، مما يسمح للباحثين الآخرين بتطبيقه على بياناتهم الخاصة.
وتوفّر شبكات المراقبة الصوتية على نطاق القارة من تتبع هجرة الطيور بتفاصيل غير مسبوقة. وهو ما علّق عليه بيلو: «نحن ندخل عصراً جديداً حيث يمكننا مراقبة الهجرة عبر مناطق شاسعة في الوقت الفعلي».
وأضاف: «إن هذا يشكّل تغييراً كبيراً في دراسة وحماية الحياة البرية القيمة والمهددة بالانقراض». وقد تثبت مثل هذه البيانات أهميتها البالغة في جهود الحفاظ على البيئة. فالعديد من مجموعات الطيور المهاجرة تشهد انخفاضا حاداً، بسبب فقدان الموائل وتغير المناخ وعوامل أخرى. ومن الممكن أن يساعد الفهم الأفضل لتوقيت الهجرة ومساراتها في إعلام استراتيجيات الحماية.
وهو ما أكده بيلو: «إن أجهزة الاستشعار الصوتية غير مكلفة نسبياً، ويمكن أن تعمل بصفة مستقلة لفترات طويلة. وهذا يفتح إمكانات مثيرة لمراقبة الهجرة في أماكن لم نتمكّن من دراستها من قبل».
