منظمة Deep Voice الإسرائيلية غير الحكومية تطور نماذج صوتية لتحديد أصوات الثدييات البحرية؛ وستتيح منحة WILDLABS إنشاء منصة عبر الإنترنت للحفاظ على الأنواع المعرضة للخطر واستعادتها.
بقلم يعقوب غولدبرغ، زافيت – وكالة أنباء العلوم والبيئة
هل يُسهم تغريد الحيتان في إنقاذها من الانقراض؟ يُشير "تغريد" الحيتان إلى مجموعة الأصوات الحلقية التي تُصدرها الحيتان للتواصل مع بعضها البعض. وبعيدًا عن إعجابنا بالأصوات الطويلة منخفضة النبرة، التي قد تُشبه الغناء البشري، يُلجأ بشكل متزايد إلى فهم أعمق لأصوات الحيتان والثدييات البحرية الأخرى كاستراتيجية للحفاظ على البيئة.
تعتمد الثدييات البحرية على الصوت للتواصل والتوجيه أكثر من أقاربها البرية، نظرًا لصعوبة رؤيته تحت الماء، وضعف حاسة الشم لديها. في السنوات الأخيرة، ومع تطور قدرات الذكاء الاصطناعي، تطورت القدرة على تحديد وتصنيف الأصوات المتنوعة التي تُصدرها. كما تُساعد هذه التقنية على التمييز بين الأنواع وثيقة الصلة التي تُصدر أصواتًا متشابهة ولكن مختلفة، مما يُتيح، من بين أمور أخرى، تحديد الأنواع المهددة بالانقراض التي كان من الصعب علينا رصدها حتى الآن نظرًا لتشابهها البصري مع أنواع أخرى.
جمعية إسرائيلية تسمى صوت عميق، والذي يساعد الباحثين ومنظمات الحفاظ على البيئة في جميع أنحاء العالم على تصفية التسجيلات الموجودة التي لا تعد ولا تحصى للثدييات البحرية باستخدام أدوات الذكاء الاصطناعي القائمة على الصوت، وبالتالي تسريع وتحسين عمليات الحفاظ عليها واستعادتها. فوز الجمعية ستسمح منحة قدرها 10,000 آلاف دولار من المنظمة الدولية WILDLABS، التي تربط المتخصصين في البحث والهندسة والتطوير والبيولوجيا والتكنولوجيا من جميع أنحاء العالم للترويج للحلول المبتكرة للتحديات البيئية، لهم بتوسيع أنشطتهم وإنشاء منصة عبر الإنترنت تجعل النماذج التي طورتها المنظمة في متناول الباحثين، على أمل مساعدة جهود الحفاظ هذه في جميع أنحاء العالم.
السباحة مع الدلافين
تأسست الجمعية قبل ما يزيد قليلاً عن خمس سنوات على يد مايكل فاران، الذي يُكمل حاليًا دراسة الدكتوراه في الفيزياء الإحصائية، وموشيه ميخالاخفيلي، باحث في مجال الذكاء الاصطناعي في شركة ناشئة للتعليق الصوتي، ورئيس قسم التكنولوجيا في الجمعية. لا يُعتبر أيٌّ منهما عالم أحياء بحرية، لكنّ شغفهما ومعرفتهما المهنية قادتهما إلى تطوير نماذج ساعدت بالفعل عشرات الباحثين حول العالم.
يقول فاران: "خلفيتنا المشتركة هي الصوتيات، وشغفٌ لا يُوصف بالبحر. في عام ٢٠١٧، خدمتُ أنا وموشيه معًا في سلاح الجو في قسم تدريب يُعنى بالصوتيات لاستخدامات مُختلفة، من بين أمور أخرى. تحدثنا عن انجذابنا للبحر ورغبتنا في الغوص على مقربةٍ قدر الإمكان من الحيتان. يُكنّ موشيه احترامًا كبيرًا للحوت. حاولنا التواصل مع مُعاهد بحثية مُختلفة وعرضنا عليهم الانضمام كخبراء صوتيات في مجموعة بحثية تُعنى بدراسة صوتيات الحيتان، لكن جميعها اشترطت فترات خدمة لا تقل عن ستة أشهر، وهو ما لم يكن مُناسبًا لنا لأننا كنا لا نزال في الخدمة الدائمة."
بعد أن لم يجدوا منصةً مناسبةً لتطوير أبحاثهم أثناء خدمتهم العسكرية، قرروا خوض غمار التجربة وتأسيس مجموعتهم البحثية الإسرائيلية الخاصة لدراسة الثدييات البحرية. يقول فران: "تواصلتُ مع أول عالم أحياء بحرية ظهر على جوجل - الدكتور أوز غوفمان، مدير مشروع الدلافين في معهد الدراسات البحرية بجامعة حيفا. التقينا، ولدهشتنا وافق. لاحقًا، دُعينا أيضًا للإقامة في معهد أبحاث في موزمبيق. خلال إقامتنا هناك، حققنا حلمنا المشترك: تصوير الدلافين، حيث قضينا وقتًا معهم في نطاق الصفر. كانت سعادةً لا تُوصف. في نهاية هذه الرحلة، أدركنا أيضًا أنه بالإضافة إلى تحقيق حلمنا الشخصي، هناك إمكاناتٌ قيّمةٌ يُمكننا المساهمة بها. بعد تسريحنا من الجيش، قررنا تأسيس الجمعية، مع التركيز في البداية على تطوير نماذج تُستخدم للحفاظ على الحيتان، ثم توسعنا لاحقًا لتشمل أنواعًا أخرى".
يتألف فريق المنظمة من خبراء في الذكاء الاصطناعي، وعلماء أحياء بحرية، وباحثين في الصوتيات الحيوية (مجال يجمع بين علم الأحياء والصوتيات)، ومصورين، وجميعهم متطوعون. حتى الآن، عملوا على حوالي عشرة مشاريع مختلفة حول العالم. على سبيل المثال، في أحد المشاريع الرئيسية التي بدأوا العمل عليها في الأشهر الأخيرة بالتعاون مع الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي في الولايات المتحدة (NOAA)، يعمل فريق المنظمة على تصفية وعزل التسجيلات الصوتية لـ الحوت الأسود - نوع مهدد بالانقراض يعيش على الساحل الشرقي للولايات المتحدة، إلى جانب الحيتان الزعنفية - نوع آخر من الحيتان أكثر شيوعًا وله صوت مشابه. مشروع آخر في الولايات المتحدة شاركت فيه الجمعية، نُفذ في فلوريدا، وتطوّعوا فيه للمساعدة. في جهود الحفاظ على أعداد كلاب الداشوند النهرية (المعروفة أيضًا باسم خراف البحر)، والتي تتأثر بشدة بالنشاط البشري.
وهناك مشروع آخر شاركت فيه الجمعية يقع بالقرب من الوطن، ويتعلق بالحفاظ على الشعاب المرجانية واستعادتها في خليج إيلات من خلال أنشطة الرصد الصوتي، والتي يمكن أن تساعد في تقييم التنوع البيولوجي للشعاب المرجانية. الشعاب المرجانية في إيلات تعتبر الشعاب المرجانية في إيلات واحدة من أكثر البيئات البحرية تنوعًا بيولوجيًا في العالم، وقد شهدت، مثل العديد من الشعاب المرجانية في جميع أنحاء العالم، انخفاضًا كبيرًا في عدد وتنوع الحيوانات في العقود الأخيرة بسبب عوامل الضغط المختلفة، بما في ذلك التلوث، والصيد الجائر، وارتفاع درجات حرارة البحر.
وفي مشروع آخر تم الانتهاء منه بالفعل، ركز الفريق على اكتشاف أصوات نوع نادر من الدلافين في جنوب أسترالياهذا النوع اكتُشف قبل نحو 15 عامًا، وهو الآن مُعرَّض لخطر الانقراض الشديد، إذ لم يبقَ منه سوى حوالي 300 فرد. وفي إطار هذا المشروع، سعى الباحثون إلى دراسة، من بين أمور أخرى، كيف يُؤدِّي ارتفاع حموضة المياه - نتيجةً لأزمة المناخ المُلاحَظة في جميع أنحاء المحيطات، والتي لها عواقب وخيمة على العديد من النظم البحرية - إلى الإضرار بالدلافين.
كيف تقوم بتصفية الضوضاء في البحر؟
بخلاف تصوير أعماق البحار - الذي ينطوي على تحديات عديدة من حيث دقة التعرف - يتيح الجمع المنهجي لأصوات الحيوانات التي تعيش تحت الماء الحصول على قدر كبير من المعلومات المتعلقة بموقعها بدقة عالية. كما تتيح الخوارزميات التي طورتها الجمعية دقة أعلى في التمييز بين أنواع الأصوات المختلفة المُنتَجة في تسجيل واحد، وتوفر الوقت أيضًا. معدل التعرف التلقائي أسرع بنسبة 400% من معدل التعرف البشري، وهو رقم بالغ الأهمية عند التعامل مع تسجيلات تمتد لمئات أو حتى آلاف الساعات.
يقول ميخالاخفيلي: "أثناء التسجيل، يجمع الباحث الكثير من الأصوات الطبيعية من البحر، ويختار منها الأصوات التي يبحث عنها بدقة. يتطلب جمع سنة كاملة من التسجيلات وقتًا طويلًا. يقوم الباحث بأخذ عينات من المواد ويحدد الأصوات التي تهمه، وفي نماذجنا، نجد جميع هذه الأصوات في جميع التسجيلات. نحدد بسرعة أنماط مئات وآلاف الأمثلة على الأصوات من أنواع مختلفة، ونجري عمليات التصفية. في المرحلة التالية، يحلل الباحث البيانات التي تلقاها منا. بالإضافة إلى توفير الوقت الكبير، نظرًا لتنوع أصوات البحر، مثل السفن والآلات الأخرى، قد تُفقد أصوات عدد لا بأس به من الثدييات البحرية. بمساعدة تقنيتنا، يمكننا أيضًا تحديد مواقع هذه الأصوات."
تأمل الجمعية الآن أن يُحدث فوزها بالمنحة، التي تُلزمها بنقل نماذجها إلى منصة إلكترونية متاحة للباحثين حول العالم، أثرًا أكبر في المشروع، وأن يُعزز جهود الحفاظ على الثدييات البحرية واستعادتها. يقول ميخالاخفيلي: "إلى جانب إمكانية الوصول المباشر إلى النماذج التي تُمكّن الباحثين من العمل بشكل مستقل، سيُسهم هذا أيضًا في تخفيف عبء العمل، ونأمل أن يُتيح لنا التوسع والعمل مع جهات أخرى كثيرة. علاوة على ذلك، ومع نمو قاعدة البيانات، ستصبح المعلومات أكثر دقة".
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
ما أعظم أعمالك يا رب... هذا هو البحر العظيم الواسع... هناك... ليفياثان الذي خلقته ليلعب فيه. (المزامير، الإصحاح 44، الآيات 24-26). التطور أيضًا أداة في يد الله.