Umelá inteligencia rýchlo prevedie videá na 3D mapy koralových útesov
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 25. 3. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Nový systém založený na umelej inteligencii umožňuje 3D mapovanie koralových útesov rýchlejšie a jednoduchšie ako kedykoľvek predtým. Táto technológia by sa mohla ukázať ako neoddeliteľná súčasť záchrany ohrozených útesov tým, že by ich vedci mohli študovať nielen na mieste, ale aj na svojich počítačoch v laboratóriách.
V súčasnosti sa na získanie 3D mapy bodového mraku koralového útesu musia špeciálne vyškolení potápači pohybovať po časti tohto útesu a robiť stovky fotografií z mnohých uhlov. Na následné spojenie týchto snímok do jednej trojrozmernej mapy je potrebné značné množstvo výpočtového výkonu. Dokonca aj vtedy, kvôli potrebe rozsiahleho úsilia a počítačovej analýzy, mapa zvyčajne zobrazuje iba relatívne malú časť útesu, možno len niekoľko desiatok metrov.
Tu prichádza na scénu nový systém s názvom DeepReefMap, ktorý bol vyvinutý vedcami zo švajčiarskeho výskumného inštitútu EPFL. Táto technológia pritom umožňuje len jednému amatérskemu potápačovi, ktorý je vyzbrojený jedinou spotrebiteľskou akčnou kamerou, zmapovať naraz niekoľko stoviek metrov koralového útesu. V skutočnosti sú hlavnými limitujúcimi faktormi výdrž batérie kamery a kapacita vzduchovej fľaše potápača.
Keď potápač pláva nad koralovým útesom, nakrúca ho video kamerou smerujúcou nadol, pričom zachytá zábery koralov z neustále sa meniacej perspektívy. Tento záznam je neskôr spracovaný softvérom DeepReefMap, ktorý využíva algoritmy hĺbkového učenia na konverziu videa na jednu veľkú 3D zloženú „fotku“, ktorú je možné prezerať zo všetkých pôvodných uhlov pohľadu kamery.
Dôležité je, že systém dokáže kompenzovať slabé osvetlenie a neoptimálnu čistotu vody, ktoré sú tak často súčasťou snímania pod vodou. Naproti tomu konvenčné technológie mapovania útesov vyžadujú jasne osvetlené obrázky s vysokým rozlíšením. Navyše, systém DeepReefMap dokáže posúdiť aj zdravie koralov a navyše ich dokáže klasifikovať podľa druhov na základe ich tvaru.
V terénnych testoch vykonaných v Akabskom zálive v Červenom mori trvalo potápačovi päť minút, kým zaznamenal 100-metrový úsek koralového útesu. Trvalo len ďalších päť minút, kým systém DeepReefMap previedol tieto zábery na 3D mapu mračna bodov.
V prípadoch, keď je potrebné zmapovať väčšiu oblasť útesu, je možné namontovať viacero kamier na jednu súpravu, ktorú nesie jeden potápač. Pre experimenty v Červenom mori vedci pripevnili šesť kamier GoPro Hero 10 na ľahký rám vyrobený z PVC potrubia. Kamery boli od seba vzdialené asi 1 meter, pričom tri smerovali dopredu a tri dozadu. Všetkých šesť snímalo zábery v rozlíšená 1080p pri rýchlosti 30 snímok za sekundu, čo sa ukázalo ako úplne postačujúce pre systém DeepReefMap.
„Vďaka tomuto novému systému môže každý zohrávať úlohu pri mapovaní svetových koralových útesov,“ povedal Samuel Gardaz z Transnational Red Sea Center, ktorý sa na štúdii podieľal. „Skutočne to podnieti výskum v tejto oblasti znížením pracovného zaťaženia, množstva vybavenia a logistiky a nákladov súvisiacich s IT.“
Článok o výskume bol nedávno publikovaný v magazíne Methods in Ecology and Evolution.
