I droni contano gli animali selvatici in Africa

Rapido e preciso: i ricercatori utilizzano droni per censire gli animali in una riserva naturale in Namibia. Il cuore del sistema è un software di riconoscimento delle immagini che analizza le riprese aeree dei droni.

La sfida è considerevole. Alcuni parchi nazionali africani si estendono su superfici grandi la metà della Svizzera, come si legge in un comunicato del Fondo Nazionale Svizzero (FNS). Il censimento di antilopi, rinoceronti e gnu risulta quindi laborioso e può essere effettuato solo raramente.

Con i droni è però possibile sorvolare vaste aree a costi contenuti. In questo modo vengono scattate più di 150 immagini per chilometro quadrato, che possono poi servire come base per il censimento.

L'intelligenza artificiale analizza il materiale fotografico

«Automatizzando una parte del processo di conteggio, vogliamo facilitare la raccolta di dati più precisi e aggiornati», viene citato Devis Tuia nel comunicato; è lui ad aver avviato nel 2014 il progetto denominato Savmap presso l'ETH di Losanna. Oggi Tuia, ex professore di promozione all'Università di Zurigo, è titolare di una cattedra presso l'Università di Wageningen nei Paesi Bassi.

Per analizzare il materiale fotografico, Tuia e i suoi colleghi si affidano all'intelligenza artificiale (IA), basata sull'apprendimento automatico. Ciò significa che l'IA deve essere opportunamente addestrata.

In questo caso si tratta, ad esempio, di distinguere gli animali da arbusti e rocce. Grazie all'algoritmo sviluppato dal dottorando Benjamin Kellenberger, la maggior parte delle immagini prive di animali può essere eliminata immediatamente. Per le altre foto, il programma contrassegna gli oggetti che potrebbero essere animali, come riferiscono i ricercatori sulla rivista specializzata «Remote Sensing of Environment».

«Questa prima fase di elaborazione del materiale fotografico è la più lunga e laboriosa», afferma Tuia nel comunicato. Tuttavia, secondo il ricercatore, questo lavoro può essere affidato all'IA solo a condizione che nessun animale venga trascurato. Per questo motivo il software deve avere una tolleranza abbastanza elevata, anche se ciò comporta un maggior numero di falsi positivi.

Il conteggio con i droni è più economico e più preciso

Una volta che l'IA ha elaborato le riprese aeree dei droni, un essere umano si occupa del controllo finale. Questo metodo semiautomatico è stato sviluppato in collaborazione con i biologi della riserva di Kuzikus in Namibia. I ricercatori locali utilizzano dal 2014 droni dell'azienda svizzera Sensefly per sorvolare la riserva.

All'inizio era scettico, viene citato Friedrich Reinhard, direttore della riserva. «I droni scattano così tante immagini che mi sembrava difficile poterle sfruttare utilmente.»

Grazie all'elaborazione da parte dell'IA, tuttavia, una sola persona riesce in circa una settimana a effettuare un censimento completo degli animali selvatici nella riserva di circa 100 chilometri quadrati. Questo è più economico di un conteggio effettuato con l'elicottero e al tempo stesso più preciso. Altro su ambiente e protezione della natura.