(Imagen simbólica). La grabación acústica de especies animales ha sido durante mucho tiempo una herramienta estándar para la investigación de campo, pero falla regularmente en regiones remotas debido a la falta de una red de telefonía móvil. Una nueva aplicación de sonidos de animales traslada toda la evaluación al propio teléfono inteligente. Esto significa que los cantos de pájaros, los sonidos de los mamíferos y los ruidos de los insectos se pueden detectar en tiempo real incluso sin una conexión de datos. La aplicación fue desarrollada por una red de dos universidades alemanas y un parque nacional.
(Foto: © Investigación y conocimiento)
Una nueva aplicación de sonidos de animales reconoce cantos de pájaros, sonidos de mamíferos e insectos en tiempo real directamente en su teléfono inteligente. Lo especial es que no se necesita conexión a Internet, ya que las redes neuronales funcionan localmente en el dispositivo. Esto le permite realizar estudios acústicos estructurados incluso cuando la red de telefonía móvil no está disponible. El número de especies cubiertas es significativamente mayor que el logrado hasta ahora por sistemas fuera de línea comparables.
En los últimos años, la grabación acústica de especies animales se ha convertido en una parte integral de la investigación ecológica de campo. En la bioacústica se registran las vocalizaciones de aves, mamíferos, anfibios e insectos y luego se asignan automáticamente a especies individuales. La ventaja sobre las observaciones visuales clásicas es obvia, porque muchas especies son mucho más fáciles de detectar acústicamente que visualmente, por ejemplo en bosques densos, al anochecer o en las copas de los árboles altos. Los métodos modernos se basan en redes neuronales profundas que analizan espectrogramas en ventanas de tiempo de unos pocos segundos y generan una probabilidad para cada tipo. Para la conservación de la naturaleza, esto crea una base de datos que puede recopilarse de forma estandarizada, repetirse a intervalos fijos y compararse entre diferentes regiones. El reconocimiento de los cantos de los pájaros mediante software se considera ahora un procedimiento de seguimiento de rutina. Pero es precisamente debido a la estandarización en la práctica que las aplicaciones en este campo han fracasado hasta ahora debido a un obstáculo aparentemente trivial que no afecta la capacidad de reconocimiento de patrones, sino más bien el entorno en el que se van a utilizar.
Hasta la fecha, los modelos computacionales intensivos para el reconocimiento de especies se han ejecutado predominantemente en servidores remotos. El teléfono inteligente grabó el sonido, lo transmitió a un centro de datos y recibió el resultado. Esta ruta funciona de manera confiable en áreas metropolitanas, pero prácticamente nunca funciona en áreas protegidas, altas montañas o bosques tropicales porque simplemente no hay red disponible allí. Cualquiera que quisiera documentar una inspección tenía que guardar temporalmente los registros y posponer la evaluación hasta regresar a la oficina. Ahí es donde entra en juego el enfoque: reducir y acelerar los modelos lo suficiente como para que funcionen con el hardware de un teléfono celular normal. Los expertos hablan de cuantificación y poda, es decir, reducción de la precisión de los cálculos y eliminación selectiva de las conexiones menos relevantes de la red. A partir del análisis de imágenes se conocen compensaciones comparables entre el esfuerzo computacional y la precisión, por ejemplo cuando una inteligencia artificial cuenta elefantes en imágenes de satélite y cada presupuesto computacional ahorrado pone en peligro la tasa de éxito.
Casi 10.000 especies en una sola plantilla en tu smartphone
La aplicación BirdNET Live es un desarrollo adicional del ya establecido sistema BirdNET y proviene de la Cátedra de Informática de Medios de la Universidad Tecnológica de Chemnitz. El equipo documenta públicamente los modelos y requisitos del sistema en la página del proyecto BirdNET Live, lo que hace comprensible el alcance de la optimización realizada. Según el desarrollador principal Stefan Kahl, el software reconoce 8.927 de las aproximadamente 11.000 especies de aves conocidas en todo el mundo. Además, hay 268 mamíferos, 254 insectos y 340 anfibios, de modo que la aplicación de sonidos de animales puede identificar acústicamente un total de casi 10.000 especies. Para la siguiente mejor aplicación fuera de línea, el equipo de desarrollo menciona la cobertura de alrededor de 2.300 especies. El software está diseñado como un proyecto de código abierto, la interfaz de usuario está disponible en siete idiomas y los nombres de las especies están traducidos a 25 idiomas. Lo que importa no es tanto el simple número de especies sino el hecho de que toda la evaluación se realiza en tiempo real sin conexión al servidor.
Los guardabosques y los científicos ciudadanos como verdadero grupo objetivo
La aplicación fue creada como parte del proyecto RangerSound, financiado por la Fundación Federal Alemana para el Medio Ambiente. Participaron el departamento de biología de la conservación de la Universidad Julius Maximilian de Würzburg, el equipo de guardabosques del Parque Nacional del Bosque Bávaro, una empresa de Friburgo de Brisgovia especializada en tecnologías de medición y expertos en aprendizaje automático de Chemnitz. A diferencia de las aplicaciones puramente recreativas, el software está dirigido a profesionales de la conservación de la naturaleza, investigadores, estudiantes y voluntarios de ciencia ciudadana. Tiene sus propios modos para detecciones estructuradas, graba automáticamente sonidos de animales con información precisa de ubicación y hora, y guarda todo localmente en el dispositivo. Posteriormente, las grabaciones se pueden comprobar, exportar o reenviar para su validación. En combinación con un micrófono externo, el teléfono se puede llevar de forma segura en una mochila mientras se graba continuamente en segundo plano. El hecho de que los sonidos de los animales puedan interpretarse de forma tan fiable también lo demuestra un trabajo en el que el software deriva las emociones de los cerdos a partir de sus gritos.
Qué hacen los datos recopilados para la investigación
El sistema subyacente se considera el estándar de facto en el monitoreo bioacústico respaldado por IA. Según el equipo de desarrollo, más de dos millones de personas en todo el mundo lo utilizan activamente, el número de descargas supera los seis millones y ya se han recopilado más de 250 millones de observaciones de la naturaleza verificadas. Estos datos alimentan proyectos de investigación internacionales, como estudios sobre la influencia de la contaminación lumínica en el comportamiento de canto de los pájaros. Precisamente cómo los pájaros controlan sus secuencias de sonidos sigue siendo objeto de investigación básica actual, como lo demuestra un trabajo en el que los periquitos desafían los patrones comunes del habla de los animales. Para principiantes, escuelas y profesores, el portal Schlaumeise ofrece materiales e ideas de proyectos para clasificar grabaciones metódicamente. No está claro cuánto disminuye la precisión de la detección en regiones tropicales ricas en especies con un fuerte ruido de fondo, por lo que sigue siendo necesaria una revisión profesional de los resultados.
