Khaled Bin Sultan Living Oceans Foundation se spojila s NASA s cílem urychlit mapování světových korálových útesů.
Korálové útesy jsou v krizi. Korály jsou prastará forma života a kvůli útesům, které staví, je přežití bezpočtu dalších organismů podmíněno zdravými korálovými ekosystémy. Ale korálové útesy umírají znepokojivým tempem. Svět za posledních 40 let ztratil více než polovinu svých útesů. Zbytek by mohl být ztracen do konce století, pokud úsilí o ochranu útesů nepřinese nějaká rychlá vítězství. Chcete-li cokoli ušetřit, musíte nejprve vědět, kde to je a kolik vám zbývá. To bylo u korálových útesů obtížné sledovat, protože jsou skryty pod vlnami, ale to se mění, protože vědci vyvíjejí nové technologie pro mapování korálových útesů z vesmíru.
K vyřešení této výzvy spolupracuje Khaled bin Sultan Living Oceans Foundation (KSLOF) s výzkumným střediskem NASA Ames Research Center v kalifornském Silicon Valley, aby využila rozsáhlá data nadace ve vysokém rozlišení o útesech k rozšíření možností NASA pro mapování korálů. Toto partnerství umožní NASA vytvářet mapy všech korálových útesů na světě a sledovat, jak se útesy v čase mění, což vědcům z celého světa poskytne přehled potřebný k řešení krize korálových útesů.
Dohoda o Space Act s Khaled bin Sultan Living Oceans Foundation umožňuje NASA přístup k datům z nadace Globální expedice k útesům, jeden z největších průzkumů korálů, jaký byl kdy dokončen. Partnerství bude využívat tento masivní datový soubor ve spojení s neuronovou sítí NeMO-Net a superpočítačem Plejády v Ames, který pohání NeMO-Net. Projekt NeMO-Net si klade za cíl zmapovat a sledovat zdraví světových korálových útesů, abychom měli ten nejlepší pohled pod vlnami, jaké jsme kdy měli. Pomocí nového revolučního nástroje dálkového průzkumu FluidCam od NASA, který je schopen vidět pod vlny oceánu bez zkreslení, lze korálové útesy zkoumat v měřítku centimetrů ve 3D z dronů a letadel. NeMO-Net využívá data z tohoto nástroje nové generace ke klasifikaci korálů po celém světě. Díky této kombinaci nástrojů a informací se mapy NeMO-Net stanou přesnějšími a poskytnou výzkumníkům a environmentálním manažerům lepší informace o tom, co se děje s korálovými útesy a jak je chránit v době, kdy zažívají nebývalé antropogenní tlaky.
K sestavení datového souboru, který bude trénovat neuronovou síť NeMO-Net, strávila Living Oceans Foundation deset let mapováním a průzkumem korálových útesů na Global Reef Expedition. Tato výzkumná mise obeplula svět ve snaze řešit krizi korálových útesů. Zapojily se do něj stovky vědců, kteří strávili desítky tisíc hodin pod vodou průzkumem korálových útesů v Atlantiku, Tichém oceánu a Indickém oceánu a také v Rudém moři. Kromě vědeckých zpráv o stavu útesů vedla expedice k vytvoření 65,000 XNUMX čtverečních kilometrů map stanovišť korálových útesů s vysokým rozlišením — tedy asi jedné pětiny světových korálových útesů.
„Když nadace v roce 2006 spustila Global Reef Expedition, byl to neuvěřitelně ambiciózní podnik. Vynalézali jsme technologii za pochodu, propagovali jsme nové způsoby mapování korálových útesů pomocí satelitních snímků a ověřovali je daty pořízenými v terénu,“ řekl Sam Purkis, hlavní vědecký pracovník KSLOF a zároveň profesor a předseda katedry námořních geověd na univerzitě. Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science University of Miami. Purkis vedl úsilí nadace o mapování korálových útesů na Global Reef Expedition a je nadšený, že NASA používá data nadace k posunu mapování korálových útesů na další úroveň. "Tohle mění hru," řekl Purkis. "Nové zobrazovací technologie a superpočítače NASA dramaticky mění krajinu toho, co je možné z hlediska mapování korálových útesů."
Prostřednictvím neuronových sítí a strojového učení NASA automatizuje proces, který týmu vědců KSLOF zabral roky, než jej provedli sami. Ale celá tato automatizace vyžaduje obrovské množství tréninkových dat, dat, která NASA neměla, ale KSLOF shromáždil na Global Reef Expedition. NASA získala některá data, která potřebovala, s pomocí desítek tisíc občanských vědců z celého světa, kteří hrají Hra NeMO-Net, interaktivní videohra pro občany, ve které hráči identifikují a klasifikují korály z 3D snímků útesů. Globální datový soubor, který KSLOF poskytuje agentuře, včetně všech map stanovišť korálových útesů vytvořených na Global Reef Expedition, bude ověřovat a trénovat pozemská pravdivá data, která potřebují k přesnému zmapování korálových útesů ze satelitních snímků v globálním měřítku.
„Pokud používáte hluboké učení nebo strojové učení, na kvalitě dat, která používáte, nesmírně záleží,“ řekla Alexandra Dempsey, ředitelka vědeckého managementu v KSLOF. "Nadace má datový soubor zlatého standardu pro trénování něčeho jako hluboké učení, protože víme, že je to správné - vzali jsme loď a skutečně jsme tam jeli." Jediný způsob, jak shromáždit velmi přesnou globální datovou sadu, je jít do terénu. "Když jsme se pustili do GRE, neměli jsme tušení, že naše data mohou být použita tímto způsobem, technologie se vyvíjela tak rychle, ale věděli jsme, že shromažďujeme cenná data, která musí obstát ve zkoušce času."
Problémem vědy o korálových útesech je, že naprostá většina světových útesů je tak vzdálená, že se tam vědci nedostanou nebo se tam nedostanou často. V tuto chvíli je jediný způsob, jak zjistit, jak se útesy v průběhu času mění, prostřednictvím potápěčů, což je drahé, časově náročné a může být nebezpečné a může být zkreslené. „S těmito daty v rukou NASA, nyní najednou nemusíte chodit do terénu, můžete mapovat korálové útesy z vesmíru. Jakým povznesením pro ochranu přírody se to stává,“ řekl Purkis. Pomocí starých satelitních snímků bude NASA nejen schopna zaznamenat, jaké jsou útesy dnes, ale také sledovat, jak se mění v průběhu času. Mapy NASA se v budoucnu pravděpodobně stanou ještě přesnějšími, protože satelity budou vypuštěny na oběžnou dráhu s novou technologií, kterou vyvíjí program NeMO-Net, aby viděl pod vlny.
"Tyto mapy budou neuvěřitelně cenné pro ochranu korálových útesů," řekla Dempsey, která celou svou kariéru strávila prací na vědě a ochraně korálových útesů. „Je opravdu těžké vyvinout účinné strategie ochrany, jako jsou chráněné mořské oblasti, pokud nevíte, co chráníte. Tyto mapy vyplňují tuto mezeru a mají potenciál být přínosem pro ekosystémy korálových útesů a pro lidi, kteří na nich závisejí, pro příští generace.