La carenza di esperti implica la presenza di grandi lacune nella nostra comprensione di dove si trovano le specie, di come le popolazioni stanno cambiando e di cosa sta causando il declino e l'estinzione locale.

C'è una grave carenza di dati sugli insetti a livello globale, anche se costituiscono i quattro quinti della vita animale e sono vitali per la salute degli ecosistemi e della produzione alimentare.

Il Centro britannico per l'ecologia e l'idrologia (UKCEH) sta collaborando con partner in tutto il mondo per aprire la strada all'uso di stazioni automatizzate di monitoraggio della biodiversità.

Questa partnership sta sperimentando attrezzature in Europa, Nord America e nei tropici, che sono tra i luoghi con la maggiore biodiversità sulla Terra ma dove si registra una significativa sottostima delle specie.

Queste stazioni ad energia solare, che possono funzionare autonomamente per molti mesi, includono fotocamere ad alta risoluzione per fotografare insetti e apparecchiature acustiche per registrare i richiami di uccelli e pipistrelli.

Gli scienziati utilizzano quindi software di intelligenza artificiale addestrando i sistemi informatici a riconoscere le specie da immagini e registrazioni.

Sebbene lo sviluppo di sistemi di telecamere, apparecchiature di registrazione e software di riconoscimento dell'intelligenza artificiale sia in una fase relativamente iniziale, le prove iniziali sono state incoraggianti.

Il professor David Roy, ecologista dell'UKCEH e dell'Università di Exeter, spiega:"L'impiego diffuso di sensori automatizzati combinato con l'identificazione delle specie tramite l'intelligenza artificiale può trasformare la nostra comprensione degli impatti dei cambiamenti ambientali sulla fauna selvatica e misurare i progressi verso gli obiettivi nazionali e internazionali in materia di biodiversità.

"Ciò ci consentirà di identificare i punti in cui la biodiversità è minacciata, i principali fattori di cambiamento e di formulare soluzioni per guidare la gestione dell'habitat locale e affrontare la crisi globale della biodiversità."

Stazioni di monitoraggio automatizzate permetterebbero di generare ed elaborare una grande quantità di dati a lungo termine, standardizzati e verificabili senza effettuare indagini o identificazioni sul campo ad alta intensità di manodopera.

La variabilità è inferiore rispetto alle indagini tradizionali, in cui trappole, posizioni o osservatori possono variare da un anno all'altro ed è meno probabile che siano presenti fotografie o registrazioni per verificare i documenti.

I ricercatori stanno sviluppando metodi standardizzati di rilevamento automatizzato in tutto il mondo.

Nell’ambito di questo lavoro, hanno pubblicato un nuovo studio che definisce un modello per il monitoraggio basato su immagini e assistito dall’intelligenza artificiale degli insetti notturni. Lo studio è stato pubblicato in Philosophical Transactions of the Royal Society B:Biological Sciences

Gran parte della ricerca iniziale sulle stazioni automatizzate per la biodiversità si concentra sul monitoraggio degli insetti.

Queste specie svolgono un ruolo cruciale negli ecosistemi, ad esempio nel ciclo dei nutrienti e nel cibo per altre creature, oltre a sostenere la produzione agricola attraverso l'impollinazione e il controllo naturale dei parassiti.

Costituiscono l'80% di tutta la vita animale, ma è stato identificato solo il 20% delle specie di insetti globali, con la maggior parte delle valutazioni limitate in gran parte a farfalle, api e mosche, prevalentemente provenienti da Europa e Nord America.

Gli scienziati stanno quindi implementando stazioni automatizzate di monitoraggio della biodiversità non solo in queste regioni ma anche in Argentina, Panama, Costa Rica, Singapore, Giappone e Kenya per testarne la durabilità nelle aree tropicali.

Attualmente, gli scienziati accedono a immagini e registrazioni da una stazione di monitoraggio della biodiversità da remoto e quindi utilizzano i computer nei loro uffici per elaborare i dati e identificare le specie tramite l'intelligenza artificiale.

Tuttavia, UKCEH e The Alan Turing Institute stanno sviluppando l'elaborazione edge che consentirà di analizzare le immagini sul dispositivo, anziché scaricarle ed elaborarle successivamente.

"Ciò consentirà ai volontari non esperti di utilizzare sistemi automatizzati per produrre grandi quantità di dati sulle specie in molti siti, fornendo un enorme passo avanti nel monitoraggio della biodiversità globale", afferma il dottor Oliver Strickson, Senior Research Software Engineer presso Turing.

Nell’ambito del programma AgZero+, UKCEH sta già installando trappole fotografiche automatizzate e apparecchiature bioacustiche nelle fattorie del Regno Unito per monitorare la presenza di insetti, uccelli, anfibi, pipistrelli e piccoli mammiferi. Ciò valuterà l'efficacia dei programmi agroambientali del Regno Unito.