ペルー：アマゾンの種を監視するAIプログラムにマイクロソフトとともに署名する

アマゾン流域は、その生物多様性と気候変動との戦いにおける役割から、科学研究にとって重要な地域である。しかし、広大な領土、困難なアクセス、密生する植生などの課題が、この地域での研究を妨げてきた。その問題を解消すべく上述の4社が協力し、グアカマヤ・プロジェクトが誕生した。同プロジェクトは、アマゾンの監視と保全のために最先端技術を使用し、伝統的な科学的アプローチと地元の知識を補完するというものである。

AIによるモニタリングは、アマゾンの熱帯雨林における3つの重要な懸念に対処する。1つ目は、森林伐採の追跡に焦点を当て、予測モデルを用いて傾向を予測し、早期に警告を発すること。2つ目は、次に、動きに反応して作動するカメラトラップが設置され、野生動物の行動などの現象をより正確に分析できるようになった。最後に、生物音響学の分野では、高度なオーディオエンコーダが録音音の処理に使用され、「同じ期間に5倍の数の鳥の鳴き声」を識別できるようになる。

 

フンボルト研究所のエルナンド・ガルシア・マルティネス（Hernando García Martínez）所長によれば、このプロジェクトのハイライトは、生成されたデータがAZUREとして知られるマイクロソフトのプラットフォーム上で自由に利用できるようになることである。

AIによるモニタリングは、アマゾンの熱帯雨林における3つの重要な懸念に対処する。1つ目は、森林伐採の追跡に焦点を当て、予測モデルを用いて傾向を予測し、早期に警告を発すること。2つ目は、動きに反応して作動するカメラトラップが設置され、野生動物の行動などの現象をより正確に分析できるようにすること。最後に、生物音響学の分野では、高度なオーディオエンコーダが録音音の処理に使用され、「同じ期間に5倍の数の鳥の鳴き声」を識別できるようにすることである。

フンボルト研究所の生物学者たちは、1,300種以上の25,000の音声からなる南米で最も重要な自然音のリポジトリを25年かけて構築するために、限られた容量のレコーダーでこれらの音声を捕らえ、ジャングルに設置したり取り外したりして、その時々の発声を認識する専門家に引き渡した。彼らは何カ月もかけて音声を聞き、種を特定した。

 

しかし、グアカマヤの登場はこの分野に革命をもたらし、1年半の作業期間を経て、最初の成果が明らかになった。現在では、AIアルゴリズムは80％の信頼性で鳥の鳴き声を特定できるだけでなく、同時期に分析されたデータ量が5倍になった。それだけでなく、違法伐採や機械などの脅威も検出できるようになった。「生体音響の分野では、マイクロソフト・スピーチ・ラボと共同でモデルを使用した。これは、音をスペクトログラム（音の視覚的表現）に変換するために行われました」とCinfonIAの研究者アンドレス・エルナンデス・セリス（Andrés Hernández Celis）は説明する。これらのスペクトログラムは、鳥の鳴き声、昆虫の鳴き声、特定の周波数を識別するために、自然なテキスト（例えば、対象種の名前）とともに使用される、と彼は説明する。

 

カメラトラップ画像の処理もこのイニシアチブの恩恵を受けている。「以前は、科学者が100,000枚以上の画像を手作業で確認していたが、今ではGuacamayaが自動で処理するため、モニタリングが10倍速くなり、時間も90％節約できている。アルゴリズムが有用なものをフィルタリングし、特定の動物を識別することで、効率的な分析が可能になり、希少種や侵入種の発見が容易になった」とレンギフォは説明する。

 

グアカマヤ・プロジェクトで学習済みのモデルは、生物多様性のためのマイクロソフトのオープンソースプラットフォームであるPytorch Wildlifeですでに利用できるようになっている。「Pytorch Wildlifeは、特定のプロジェクトタスクに対応するさまざまなタイプのニューラルネットワークを含む、保全のための協調的なディープラーニングフレームワークを提供してくれた。その一例が、マイクロソフトのMegadetectorを使用した、カメラトラップ画像内の動物のセグメンテーションと検出だ」と研究者のアンドレス・エルナンデスは説明する。

700万平方キロメートルの面積を持ち、9カ国にまたがるアマゾンは、世界最大の熱帯林であり、世界の生物多様性の1％が生息し、南米に水分と降雨を供給する役割を担っている。しかし、違法採掘、農業の拡大、乱獲、狩猟、森林伐採などの行為により、このユニークな生態系は深刻な危機に瀕している。

 

WWFによる「Amazonía Viva 2022レポート（Informe Amazonía Viva 2022）」によると、アマゾンの森林の18％が完全に失われ、さらに17％が劣化している。特に、アマゾン地域に住み、生計をアマゾンに依存している4,700万人の人々はなおさらである。

こうした脅威に対処するため、マイクロソフトのAI for Goodが支援するイニシアチブ「Guacamaya, AI for the Amazon」が2022年に立ち上げられ、社会的・環境的課題に対処するための人工知能の活用が推進された。このプラットフォームは、地球上に存在するこのユニークな生態系に悪影響を及ぼしている現象について、科学や政府が正確でタイムリーなデータを入手できるようにするためにAIを利用した。「グアカマヤは、マイクロソフトとコロンビアのアンデス大学の共同研究から生まれた。後者は、人工知能研究訓練センターを通じて、アマゾンの森林伐採を含む環境問題に対処するためにAIをどのように利用できるかを分析した。この分析を始めるにあたり、重要なツールのひとつがAIモデルのトレーニングであり、データの質を優先する必要があった。そのために、検証された高品質のデータを持つパートナーを探しました。そうして、フンボルト研究所とアマゾン科学研究所と提携した」とCinfonIA研究センターの研究者アンドレス・エルナンデスは説明する。

グアカマヤ・プロジェクトを立ち上げたコロンビアとマイクロソフトのメンバーは、この重要なモニタリングの取り組みに参加するよう、世界中の一般住民や機関に呼びかけており、脆弱なアマゾン生物群を保護する必要性を強調している。背景に水文気象環境研究所（Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales：IDEAM）の森林・炭素モニタリング・システムが指摘するように、コロンビアのアマゾンは2022年に森林伐採が25％減少し、過去9年間で最低となった。この心強い傾向は、地球の水調節にとって極めて重要なこの地域を継続的に保護するために、グアカマヤ・プロジェクトのような取り組みの重要性をさらに強めている。

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