Autrefois, l’étude des récifs coralliens nécessitait des heures d’analyse manuelle minutieuse, mais l’intelligence artificielle change la donne. Un nouveau réseau neuronal peut traiter les sons océaniques en temps réel et identifier l'activité des poissons 25 fois plus rapidement que les humains. Cette technologie va révolutionner la façon dont les scientifiques surveillent la santé des récifs coralliens et protègent les écosystèmes marins.
Les récifs coralliens comptent parmi les écosystèmes les plus diversifiés de la planète. Bien que les récifs coralliens couvrent moins de 1 % de l’océan, ils fournissent un habitat à environ 25 % des espèces marines à un certain stade de leur cycle de vie. Avec autant de biodiversité concentrée en un seul endroit, les scientifiques sont confrontés à des difficultés pour identifier exactement quelles espèces et combien.
Pour résoudre ce problème, les chercheurs de la Woods Hole Oceanographic Institution ont développé une nouvelle méthode qui combine la surveillance acoustique avec des réseaux de neurones pour analyser l'activité des poissons en fonction du son. Leur rapport de recherche a été publié aujourd'hui (11 mars) dans JASA, le journal de l'Acoustical Society of America, publié par AIP Press.
Depuis des années, les scientifiques s’appuient sur la surveillance acoustique passive pour étudier les récifs coralliens. Il s’agit de placer un enregistreur sous-marin sur le récif pendant plusieurs mois pour capter les sons environnementaux. Même si les outils de traitement du signal existants peuvent analyser de grandes quantités de données audio, ils ne sont pas conçus pour détecter des sons spécifiques. Pour identifier les appels de poissons individuels ou les sons spécifiques à une espèce, les chercheurs doivent encore passer au crible manuellement des heures d'enregistrement.
L'auteur Seth McCammon a déclaré : "Honnêtement, c'est un travail horrible pour les gens qui le font. C'est un travail incroyablement fastidieux. C'est tellement douloureux."
Tout aussi important, cette analyse manuelle est trop lente pour des applications pratiques. De nombreux récifs coralliens dans le monde sont menacés par le changement climatique et les activités humaines. Il est donc essentiel de pouvoir identifier et suivre rapidement les changements dans les populations des récifs coralliens pour les efforts de conservation.
"Il a fallu des années aux humains pour analyser les données à ce point. Analyser les données de cette manière ne fonctionne tout simplement pas à grande échelle", a déclaré McCammon.
Comme alternative, les chercheurs ont formé un réseau neuronal pour trier automatiquement de grandes quantités de données acoustiques et analyser les enregistrements audio en temps réel. Leur algorithme est aussi précis que les experts humains pour déchiffrer les tendances acoustiques des récifs coralliens, mais il est plus de 25 fois plus rapide et pourrait changer la façon dont les océans sont surveillés et étudiés.
"Maintenant que nous n'avons plus besoin de l'implication des humains, quels autres types d'appareils pouvons-nous utiliser en plus des enregistreurs ? Une partie du travail effectué par mon co-auteur Aran Mooney comprend l'intégration de ce réseau neuronal sur un amarrage flottant qui mettra à jour le décompte des sons des poissons en temps réel. Nous travaillons également à installer notre réseau neuronal sur notre véhicule sous-marin autonome, CUREE, afin qu'il puisse écouter les sons des poissons et cartographier les points chauds d'activité biologique", a déclaré McCammon.
La technologie a également le potentiel de résoudre un problème de longue date dans la recherche en acoustique océanique : faire correspondre chaque son unique à un poisson.
"Pour la grande majorité des espèces, nous n'en sommes pas encore au point où nous pouvons dire avec certitude qu'un certain son provient d'un certain poisson", a déclaré McCammon. "C'est, du moins pour moi, le Saint Graal que nous recherchons. En détectant les sons des poissons en temps réel, nous pouvons commencer à construire des appareils capables d'entendre automatiquement les sons, puis de voir quels poissons se trouvent à proximité."
McCammon espère que de tels réseaux neuronaux permettront à terme aux chercheurs de surveiller les populations de poissons en temps réel, d'identifier les espèces problématiques et de réagir aux catastrophes. À une époque où les récifs coralliens ont besoin de toute l’aide possible, cette technologie aidera les défenseurs de l’environnement à avoir une idée plus claire de leur santé.
Compilé à partir de /ScitechDaily