Cel mai singur copac din lume s-ar putea să-și găsească în curând o pereche, datorită inteligenței artificiale (AI).
Doar un singur exemplar masculin din Cicadul lui Wood (Encephalartos woodii) a fost descoperit vreodată în sălbăticie. În 1895, botanistul John Medley Wood a găsit planta solitară în ceea ce este acum rezervația forestieră Ngoye din KwaZulu-Natal, Africa de Sud.
Cicadele, un tip primitiv de plantă cu semințe, au apărut pentru prima dată în urmă cu aproximativ 300 de milioane de ani, înainte ca dinozaurii să cutreiere Pământul. La cicadele, structurile reproductive masculine și feminine – numite conuri – sunt produse de plante separate.
In orice caz, E. woodii se reproduce și prin vlăstari, ceea ce înseamnă că planta părinte trimite lăstari care se transformă în alte plante adulte. În secolul al XX-lea, botaniștii au îndepărtat unele dintre ramuri și au transplantat unele dintre trunchiurile originale de la masculul singuratic din Africa de Sud. Acestea au dat naștere la aproximativ 500 de plante separate care trăiesc în grădinile botanice din întreaga lume.
Cu toate acestea, reproducerea sexuală este necesară pentru viabilitatea pe termen lung a speciei. Pentru a ajuta bărbații să-și găsească pereche, oamenii de știință au lansat o serie de zboruri cu drone peste pădurile indigene îndepărtate și inaccesibile ale cicadelei.
Oamenii de știință folosesc apoi algoritmi AI pentru a verifica imaginile vizuale colectate de dronă. „Abordarea proiectului nostru de utilizare a inteligenței artificiale se concentrează pe identificarea vizuală a cicadelelor, care seamănă cu palmierii când sunt privite de sus”, a spus Laura Cinti, co-fondator al C-LAB, un colectiv de artă și știință și cercetător la Universitatea din Southampton din Anglia. „Inițial, am adoptat modele de detectare care sunt utilizate în mod obișnuit în industria uleiului de palmier pentru a număra palmierii, dar pentru a-l optimiza pentru punctul nostru de vedere specific și forma unică a cicadelor, ne-am antrenat propriii algoritmi de recunoaștere a imaginii”, a spus Cinti pentru Live Science.
Sondajele în 2022 și 2024 a capturat mii de imagini de pe 195 de acri (79 de hectare) din pădurea Ngoye de 10.000 de acri (4.000 de hectare). Camerele dronei au capturat imagini în cinci lungimi de undă în speranța de a identifica semnătura spectrală unică a cicadelor, făcând mai ușor să le distingem de copacii din jur. „Am analizat caracteristicile ecologice pentru a viza strategic zonele în care cycadele sunt cel mai probabil să fie găsite, începând de la marginile pădurii – unde E. woodii a fost descoperit”, a spus Cinti. Sondajele anterioare conduse de alți oameni de știință au fost inutile.
Cercetătorii au trecut prin miile de imagini YOLOv8, un model de viziune computerizată utilizat în sarcinile de recunoaștere a imaginii, a spus Cinti. „Un sistem AI generativ separat a creat hărți sintetice cu cicadele în diferite medii pentru a îmbunătăți capacitatea modelului de a recunoaște cicadele în diverse contexte”, a menționat ea. Ei au antrenat modelul folosind o serie de fotografii ale diferitelor specii de cicade și le-au plasat în copertine generate digital pentru a învăța programul cum ar putea arăta ținta lor de sus.
Terenul deluros și acoperirea norilor au făcut ca analiza imaginilor să fie foarte dificilă. Echipa plănuiește să continue rafinarea modelului.
Candidații promițători pot fi apoi inspectați prin treceri mai apropiate ale dronei. „Putem ghida unele dintre aceste drone folosind perspectiva la persoana întâi, ceea ce ne permite să facem o navigare fină și să obținem prim-planuri detaliate”, a spus Cinti. „Cu toate acestea, ca pas final, verificarea adevărului la sol este întotdeauna necesară pentru a confirma constatările.”
Dacă este localizată o femelă, probabil ar fi îndepărtată din sălbăticie. În mod ideal, ar produce conuri. “În medii controlate, polenizarea poate fi gestionată fie natural, fie artificial. Odată ce semințele sunt produse, acestea vor fi cultivate cu grijă pentru a asigura o creștere sănătoasă”, a spus ea. Scopul final este de a produce răsaduri fertile și sănătoase care ar putea fi apoi reintroduse în habitatul lor natal.