La IA ayuda a detectar y contar frailecillos
El desarrollador de parques eólicos SSE Renewables está probando una nueva técnica para contar frailecillos utilizando inteligencia artificial (IA) y tecnología de reconocimiento de imágenes.
El proyecto, que cuenta con el apoyo de Microsoft, Avanade y la reserva natural NatureScot, podría transformar la forma en que se cuentan las colonias de animales cuando empresas como las constructoras desean comprender el impacto en la vida silvestre local, dijo el operador. Los juicios se están llevando a cabo en la isla de May, frente a la costa de Escocia.
Para contar los frailecillos, tradicionalmente los guardabosques se tendían en el suelo y metían la mano en las madrigueras para buscar un par de frailecillos y su huevo. Pero muy a menudo, los pájaros les daban un mordisco o un rasguño a estos guardabosques. Los guardabosques controlarían a decenas de miles en un área.
Si bien no corren un riesgo inminente de extinción, los frailecillos están en la Lista Roja 4 de Birds of Conservation Concern, lo que significa que existen serias preocupaciones sobre su número en la naturaleza. Una razón de esto es que las parejas de frailecillos solo ponen un huevo al año. Es por eso que los guardaparques participan en proyectos de conteo en lugares como las Islas Farne, las Islas Shetland y la Isla de May, para comprender si la población está creciendo o disminuyendo.
Según SSE Renewables, el trabajo que se está realizando en la Isla de May para detectar, reconocer y contar frailecillos utilizando tecnología podría ayudar a minimizar la interrupción de los hábitos de reproducción y alimentación de las aves a medida que avanzan esos proyectos de sostenibilidad.
«A medida que continúa la inversión en energía renovable, es aún más importante garantizar que los desarrollos, como los parques eólicos, no tengan ningún efecto ambiental perjudicial», dijo Simon Turner, director de tecnología de datos e inteligencia artificial de Avanade.
«Esta zona de la isla de mayo atrae a muchos frailecillos cada año para reproducirse, y es clave asegurarse de que con la planificación de nuevos parques eólicos esto no se interrumpa».
Para monitorear la población de frailecillos en la isla, Turner dijo que NatureScot normalmente enviaría personas con sujetapapeles a sentarse durante horas, anotando cuántos frailecillos vieron. “Con SSE Renewables, vimos la oportunidad de utilizar la tecnología para hacer que este proceso sea más preciso, más eficiente y menos invasivo para los frailecillos. Usando cámaras e inteligencia artificial, ahora podemos contar la cantidad de frailecillos y monitorear sus madrigueras todo el día, todos los días, sin acercarnos a ellos «.
SSE Renewables y Avanade han colocado cuatro cámaras en cajas de acero inoxidable en la isla para capturar imágenes en vivo de los frailecillos después de que comiencen su regreso a tierra para reproducirse a fines de marzo / principios de abril después de ocho meses en el mar. Harán de la isla su hogar durante los meses de primavera y verano, utilizando las mismas madrigueras que en años anteriores, antes de regresar al mar a mediados de agosto.
Cada caja tiene un calentador de condensación, limpiaparabrisas para hacer frente al clima miserable o «dreich» y una fuente de alimentación de respaldo. Los datos capturados por las cámaras se almacenan en un lago de datos de Microsoft Azure y utilizan el servicio Azure Kubernetes, que tiene el poder y la elasticidad para manejar grandes cantidades de información.
Clare Barclay, directora ejecutiva de Microsoft Reino Unido, dijo: “El innovador proyecto de monitoreo de frailecillos en la Isla de May muestra el impacto que la tecnología puede tener en el avance de la sostenibilidad y es solo un ejemplo inicial de cómo estamos colaborando con SSE para dar forma a un más Futuro sostenible.»
Avanade y SSE Renewables entrenaron a la IA utilizando un modelo de «reconocimiento de imágenes», que se alimenta de imágenes simples hasta que aprende a certificar estructuras como líneas, cuadrados y círculos. Las imágenes posteriores se vuelven más complejas, lo que permite que el modelo de IA reconozca objetos. Este modelo fue alimentado con imágenes de frailecillos y otras imágenes aleatorias y se le dijo cuáles eran frailecillos y cuáles no. Cuando se encienden las cámaras de la Isla de Mayo, la IA puede detectar los frailecillos, separarlos de las imágenes de fondo, como las rocas, y seguirlos, fotograma a fotograma, a medida que se mueven.
«La IA dibujará un cuadro alrededor de cada frailecillo que detecte y les dará etiquetas únicas como ‘001, 002, 003’, etc.», agregó Turner. “Cuando la cámara se mueve al siguiente cuadro, la IA comprende que el frailecillo más cercano a una caja en particular es el mismo frailecillo. Simplemente ha dado un paso hacia la izquierda o hacia la derecha, por lo que vuelve a dibujar el cuadro alrededor del pájaro. Esto sucede repetidamente para cada fotograma del metraje. Incluso si el frailecillo sale volando del encuadre, el sistema de IA reconocerá dónde se perdió de vista e intentará rastrearlo nuevamente si regresa. Así es como podemos rastrear y contar frailecillos individuales «.
Los frailecillos son en su mayoría nocturnos cuando anidan en tierra, por lo que los investigadores tuvieron que ajustar la configuración de brillo y resolución de la cámara para capturar imágenes de las aves. No podían usar la visión nocturna, ya que el modelo de IA había sido entrenado con imágenes de frailecillos tomadas a la luz del día.
SSE Renewables también está interesada en averiguar si su parque eólico Beatrice está afectando las rutas de vuelo de las aves mientras viajan para recolectar alimentos para llevarlos a sus madrigueras.
Beatrice, ubicada a 13 km de la costa de Caithness, comprende 84 turbinas, cada una con un rotor de 154 m de diámetro. Beatrice, una empresa conjunta entre SSE Renewables, Red Rock Power, Renewables Infrastructure Group y Equitex, entró en funcionamiento en 2019 y puede producir 588MW de energía, suficiente para alimentar hasta 450.000 hogares. La electricidad generada por las turbinas viaja a lo largo de cables submarinos y subterráneos antes de llegar a la costa cerca de Keith en Moray y conectarse a la subestación Blackhillock.
“Queríamos mejorar nuestro monitoreo ambiental para poder ser más proactivos en esa área. Es parte de una transformación digital en SSE Renewables con la que Microsoft y Avanade nos han estado ayudando ”, dijo Oliver Abell, gerente de cuentas del Centro de Ingeniería de SSE Renewables. “No hay forma de que SSE Renewables pudiera haber iniciado el proyecto de conteo de frailecillos de IA por nuestra cuenta; somos una empresa de energía, no una empresa de tecnología. Microsoft y Avanade han sido piezas fundamentales de este proyecto «.
Si bien el proyecto de la Isla de Mayo se centra en los frailecillos, hay esperanzas de que pueda monitorear a otros animales que puedan verse afectados por los desarrollos. “Podríamos monitorear el salmón para asegurarnos de que puedan migrar en los ríos, por ejemplo”, agregó Abell. «Esta tecnología podría funcionar en cualquier entorno en el que desee controlar una especie y no intervenir, porque es demasiado remoto o porque no quiere que los humanos interfieran en ese entorno».
Habiendo eclosionado y criado sus frailecillos (frailecillos bebés), los frailecillos ahora han dejado la Isla de Mayo para otra temporada. SSE Renewables, Microsoft y Avanade ahora analizarán los datos para saber si su proyecto de IA ha sido un éxito.