هوش مصنوعی (AI) در حال دگرگونی بسیاری از جنبه‌های زندگی ما است و پایش محیط زیست نیز از این قاعده مستثنی نیست. با استفاده از قدرت هوش مصنوعی، حافظان محیط زیست می‌توانند تغییرات اقلیمی را با دقت و کارایی بی‌سابقه‌ای رصد کنند. در این مقاله به بررسی کاربردهای نوآورانه هوش مصنوعی در پایش محیط زیست و تأثیر تحول‌آفرین آن بر اقدامات حفاظتی می‌پردازیم.

ردیابی حیات وحش:

یکی از کاربردهای هوش مصنوعی در پایش محیط زیست، ردیابی حیات وحش است. روش‌های سنتی مانند استفاده از قلاده‌های مجهز به GPS و ردیابی حیوانات با دوربین، نه تنها زمان‌بر، بلکه دقیق هم نیستند. هوش مصنوعی با استفاده از فناوری‌های پیشرفته مانند پهپادها و دوربین‌های تله‌ای، به نظارت موثرتر و دقیق‌تر بر جمعیت حیات وحش کمک می‌کند.

پهپادها: پهپادهای مجهز به این تکنولوژی می‌توانند به سرعت مناطق وسیعی را پوشش داده و تصاویر و ویدئوهایی با وضوح بالا از حیوانات در زیستگاه طبیعی آنها ضبط کنند. الگوریتم‌های یادگیری ماشینی این داده‌ها را تحلیل کرده و گونه‌ها، تعداد و حتی رفتارهای حیوانات را آنالیز می‌کنند. به عنوان مثال، در آفریقا از این فناوری برای نظارت بر گونه‌های در خطر انقراض مانند فیل‌ها و کرگدن‌ها استفاده می‌شود تا از آنها در برابر شکارچیان غیرقانونی محافظت شود. در استرالیا نیز پهپادهای مجهز به هوش مصنوعی برای نظارت بر جمعیت کوآلاها و ارزیابی سلامت و زیستگاه آنها به کار گرفته می‌شوند.

دوربین‌های تله‌ای: دوربین‌های تله‌ای مبتنی بر هوش مصنوعی انقلابی در تحقیقات حیات وحش ایجاد کرده‌اند. این تله‌ها، مجهز به حسگرهای حرکتی و دوربین‌هایی هستند که در هنگام عبور حیوانات به طور خودکار تصاویر را ثبت می‌کنند. الگوریتم‌های هوش مصنوعی این تصاویر را پردازش کرده و گونه‌ها و حرکات آنها را شناسایی می‌کنند. این فناوری داده‌های ارزشمندی را برای حافظان محیط زیست فراهم و به آنها کمک می‌کند تا تصمیمات آگاهانه‌تری در مورد حفاظت از زیستگاه و مدیریت گونه‌ها بگیرند. در جنگل‌های آمازون، دوربین‌های تله‌ای برای نظارت بر گونه‌هایی مانند جگوارها و اوسلوت‌ها به کار رفته و بینشی متفاوت در مورد رفتار و پویایی جمعیت آنها فراهم می‌کنند.

نظارت آکوستیک:

این فناوری جدید همچنین در رصد صوتی حیات وحش کاربردهای ابتکاری دارد. الگوریتم‌های یادگیری ماشینی می‌توانند امواج صوتی جنگل‌ها، اقیانوس‌ها و سایر اکوسیستم‌ها را تجزیه و تحلیل کرده و تماس‌های صوتی حیوانات را شناسایی و ردیابی کنند. به عنوان مثال، از هوش مصنوعی برای نظارت بر جمعیت پرندگان در جنگل‌های دوردست با تجزیه و تحلیل صداها و تماس‌های آنها استفاده می‌شود. همچنین زیست شناسان دریایی از هوش مصنوعی برای ردیابی مهاجرت نهنگ‌ها با شناسایی صدای آنها در ضبط صوت‌های زیر آب بهره می‌برند.

تشخیص آلودگی:

AI همچنین در تشخیص انواع آلودگی‌ها نیز پیشرفت‌هایی داشته است. روش‌های سنتی پایش کیفیت هوا و آب به نمونه‌برداری دستی و آنالیز آزمایشگاهی متکی هستند که می‌تواند وقت‌گیر و پرهزینه باشد. اما حسگرهای مبتنی بر AI و تجزیه و تحلیل داده‌ها راه حل‌های دقیق‌تری ارائه می‌دهند.

• کیفیت هوا: سنسورهای هوشمند مجهز به AI می‌توانند به طور مداوم کیفیت هوا را در زمان واقعی نظارت کنند. این حسگرها داده‌های زیادی در مورد آلاینده‌هایی مانند ذرات معلق، دی‌اکسید نیتروژن و سطح ازن جمع‌آوری می‌کنند. الگوریتم‌های یادگیری ماشینی این داده‌ها را واکاوی کرده و الگوها و ناهنجاری‌هایی را که نشان‌دهنده رویدادهای آلودگی هستند، شناسایی می‌کنند. برای مثال، AI در طرح‌های شهر هوشمند برای نظارت بر کیفیت هوا و مدیریت جریان ترافیک در مناطق شهری مانند پکن و لس آنجلس به کار می‌رود که منجر به کاهش سطح آلودگی می‌شود. این سیستم‌ها هشدارهای بلادرنگ را به ساکنان ارائه می‌دهند و به آنها اجازه می‌دهند تا در هنگام رویدادهایی با آلودگی بالا، اقدامات حفاظتی صورت گیرد.
  
  کیفیت آب: سیستم‌های نظارت بر کیفیت آب با استفاده از هوش مصنوعی می‌توانند آلاینده‌هایی مانند فلزات سنگین و عوامل بیماری‌زا را شناسایی کرده و هشدارهای اولیه درباره خطرات بالقوه سلامت عمومی ارائه دهند. این سیستم‌ها به ویژه در مناطقی که آلودگی آب تهدیدی جدی برای سلامت عمومی و اکوسیستم‌ها است، اهمیت دارند. به عنوان مثال، در هند، سیستم‌های نظارت بر آب مبتنی بر هوش مصنوعی برای شناسایی آلاینده‌ها در رودخانه‌ها و دریاچه‌ها استفاده می‌شوند و به مقامات کمک می‌کنند تا اقدامات به موقع برای جلوگیری از بیماری‌های منتقله از طریق آب انجام دهند.

پاکسازی اقیانوس‌ها: هوش مصنوعی همچنین در مدیریت زباله و تلاش‌های پاکسازی اقیانوس‌ها نقشی کلیدی ایفا می‌کند. روبات‌ها و پهپادهای مجهز به AI می‌توانند زباله‌های موجود در اقیانوس‌ها و رودخانه‌ها را شناسایی و جمع‌آوری کنند و از گسترش بیشتر آلودگی جلوگیری کنند. به عنوان مثال، پروژه پاکسازی اقیانوس‌ها با استفاده از سیستم‌های مبتنی بر هوش مصنوعی، زباله‌های پلاستیکی را در اقیانوس آرام شناسایی و جمع‌آوری می‌کند و به کاهش اثرات زیست‌محیطی زباله‌های دریایی کمک می‌کند.

نقش هوش مصنوعی در مدل‌سازی:

مدل‌سازی آب و هوا: مدل‌سازی آب و هوا یکی دیگر از حوزه‌هایی است که هوش مصنوعی در آن تأثیری عمیق دارد. مدل‌های اقلیمی سنتی بر معادلات پیچیده ریاضی و داده‌های حجیم تکیه دارند که باعث می‌شود از نظر محاسباتی فشرده و وقت‌گیر باشند. هوش مصنوعی با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای رمزگشایی از داده‌های آب و هوا و ایجاد پیش‌بینی‌های دقیق، رویکرد کارآمدتری را ارائه می‌دهد. مدل‌های آب و هوایی مبتنی بر AI می‌توانند داده‌های عظیمی را از ماهواره‌ها، ایستگاه‌های هواشناسی و شناورهای اقیانوسی پردازش کرده و روندها را شناسایی و سناریوهای آب و هوایی آینده را پیش‌بینی کنند. این مدل‌ها برای درک تأثیرات تغییرات اقلیمی و توسعه استراتژی‌هایی برای کاهش اثرات آن ضروری هستند. به عنوان مثال، هوش مصنوعی برای پیش‌بینی رویدادهای شدید آب و هوایی مانند توفان‌ها و امواج گرما استفاده می‌شود و به کارشناسان این امکان را می‌دهد تا اقدامات پیشگیرانه برای کاهش خطر بلایا را انجام دهند. مدل‌های هوش مصنوعی مسیر و شدت توفان‌ها را با دقت پیش‌بینی کرده‌اند و امکان تخلیه به موقع و نجات جان افراد را فراهم می‌کنند.

مطالعات اکوسیستم: علاوه بر این، مدل‌های آب و هوایی مبتنی بر AI به دانشمندان کمک می‌کنند تا تأثیرات تغییرات آب و هوایی بر اکوسیستم‌ها را مطالعه کرده و تلاش خود را برای حفاظت از گونه‌ها و زیستگاه‌های آسیب‌پذیر متمرکز کنند. برای مثال، هوش مصنوعی برای مدل‌سازی اثرات افزایش دما بر صخره‌های مرجانی استفاده می‌شود و به محققان کمک می‌کند تا استراتژی‌هایی را برای محافظت از این اکوسیستم‌های حیاتی توسعه دهند. در قطب شمال، مدل‌های مبتنی بر هوش مصنوعی تأثیرات ذوب یخ‌های دریایی بر حیات وحش و جوامع محلی را تجزیه و تحلیل می‌کنند و اطلاعات لازم برای تدوین سیاست‌های حفاظتی مناسب را فراهم می‌آورند.

نتیجه‌گیری:

هوش مصنوعی در حوزه نظارت بر محیط زیست امکانات و فرصت‌های بی‌سابقه‌ای را فراهم کرده است. از ردیابی حیات وحش با استفاده از پهپادها و دوربین‌های تله‌ای گرفته تا تشخیص آلودگی هوا و آب و مدل‌سازی دقیق آب و هوا، این فناوری به دانشمندان و حافظان محیط زیست کمک می‌کند تا به روش‌های کارآمدتر و دقیق‌تر به پایش و حفاظت از محیط زیست بپردازند. آینده نظارت بر محیط زیست با استفاده از هوش مصنوعی، امیدوارکننده بوده و می‌تواند نقش مهمی در حفاظت از سیاره ما و منابع طبیعی آن ایفا کند.