Ribbit - تطبيق ويب للتعرف الآلي على أنواع حيوانات الأنوران وتصنيفها

يمثل نهج Ribbit لإضفاء الطابع الديمقراطي على البيانات عملية منسقة بعناية للمساهمة العلمية التي يقودها المواطنون. من خلال الاستفادة من مجموعات البيانات العامة الحالية من أصوات iNaturalist و Anuraset، يؤسس التطبيق أساسًا قويًا لرصد التنوع البيولوجي الصوتي. وتوفر مجموعات البيانات الأولية هذه خط أساس شامل لتدريب التعلم الآلي، مما يضمن نماذج أولية عالية الجودة لتحديد هوية كائنات الأنوراس.

وتتجاوز استراتيجية التطبيق المبتكرة لجمع البيانات مجرد جمع المعلومات، حيث يتم تنفيذ عملية صارمة لمراقبة الجودة للبيانات التي يساهم بها المستخدم. سيخضع كل تسجيل يقدمه المواطنون لعملية تحقق دقيقة قبل المساهمة المحتملة في المرفق العالمي لمعلومات التنوع البيولوجي (GBIF). هذا النهج يحول عملية جمع البيانات السلبية إلى عملية علمية تعاونية نشطة وتعاونية حيث يمكن للمواطنين المساهمة بشكل هادف في أبحاث الحفظ، ومعالجة الهدف 14 من المرفق العالمي لمعلومات التنوع البيولوجي "دمج التنوع البيولوجي في عملية صنع القرار على كل المستويات".

والأهم من ذلك، يحافظ ريبيت على بروتوكولات صارمة لخصوصية البيانات وحمايتها. وإدراكًا للطبيعة الحساسة للبيانات البيئية، لا سيما فيما يتعلق بالأنواع النادرة ومعلومات الموقع الدقيقة، يطبق التطبيق آليات صارمة لموافقة المستخدم. لن تتم مشاركة بيانات المستخدم أو توزيعها دون موافقة صريحة ومستنيرة من المساهم، مما يحمي كلاً من الموضوعات البيئية وخصوصية المواطنين العلماء.

وقد ثبت أن تطبيقات علم المواطن تساعد في مراقبة التنوع البيولوجي مع إشراك عشاق الطبيعة(كالاهان وآخرون، 2019). على سبيل المثال، يسمح تطبيق FrogID، وهو تطبيق من قبل المتحف الأسترالي، للمستخدمين بتسجيل مكالمات الضفادع التي يتم التحقق من هويتها من قبل مدققين بشريين. وقد نشر تطبيق FrogID حتى الآن أوراقًا بحثية تتعلق برصد الأنواع الغازية(رولي وكالاغان، 2023)، وإبلاغ تقييمات القائمة الحمراء للاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة والموارد الطبيعية(غالاغر وآخرون، 2024)، وتقييم آثار الحرائق (ميتشل وآخرون، 2023)، وفهم آثار التحضر(كالاغان وآخرون، 2020)، ودراسة سلوك نداء الضفادع(ليو وآخرون، 2022). هدفنا هو تحقيق نتائج مماثلة مع ضفدع الريبوت، مع أنواع من الضفادع في جميع أنحاء العالم، وفي إطار زمني أقصر. حتى الآن، لدى فريق FrogID أكثر من 18,000 مكالمة متراكمة من المكالمات المتراكمة لدى فريق FrogID، والتي يمكن تقليلها بشكل كبير مع تطبيقنا، حيث يتم تقليل وقت المعالجة بشكل كبير مع تنفيذ خوارزميات التعلم الآلي.

خلال الجولة الأولى من الاختبار التجريبي لتطبيقنا، قدم 50 مستخدمًا تسجيلات للتعرف على الهوية. وكانت ردود فعلهم إيجابية: فقد أشار خبراء في هذا المجال إلى أن الأنواع التي سجلوها تتطابق مع الأنواع التي تنبأ بها تطبيق Ribbit، واستمتع عشاق الطبيعة بميزة "ضفدع اليوم" التي تعرفهم على نوع جديد من حيوانات الأنوران أو تسمح لهم بإعادة التعرف على حيوانات الأنوران المألوفة من خلال الاسم والنطق الأكثر شيوعًا للأنواع (هدف GBF 11).

إن الحفاظ على النظم الإيكولوجية أمر أساسي للحد من تغير المناخ، والحفاظ على خدمات النظم الإيكولوجية (الهدف 11 من أهداف المنتدى البيئي العالمي)، والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بأكثر من 50% من الناتج المحلي الإجمالي العالمي. ويواجه أكثر من مليون نوع خطر الانقراض في هذا القرن؛ ومع ذلك، فإن اختيار المناطق التي يجب الحفاظ عليها يمثل تحديًا في ظل فجوة البيانات الحالية، والتي تنحاز إلى الملاحظات في شمال العالم. إن زيادة كمية بيانات التنوع البيولوجي في جنوب الكرة الأرضية أمر بالغ الأهمية في الحفاظ على الأنواع المهددة بالانقراض، والتي توجد بكثافة عالية في مناطق التنوع البيولوجي الساخنة في جنوب الكرة الأرضية. تُعد البرمائيات مثالية للتعرف الصوتي على البرمائيات بسبب تنوع أصواتها وهي مؤشرات حاسمة للنظام البيئي(Estes-Zumpf وآخرون، 2022)، حيث أن أكثر من 40% من الأنواع معرضة لخطر الانقراض(كانياس وآخرون، 2023). من شأن زيادة البيانات المصنفة لأكثر من 7,000 نوع من البرمائيات في جميع أنحاء العالم أن يعزز جهود الحفظ ويقلل من الفجوات المعرفية في النظم البيئية المعرضة للخطر. من خلال استخدام منصة علم المواطن للمساعدة في التخفيف من فقدان التنوع البيولوجي، فإننا نساعد في إنشاء الإشراف البيئي المحلي على هذه الموائل الحرجة (الهدف 20 من أهداف المنتدى العالمي لحماية البيئة البحرية).

وقد أظهرت تطبيقات المواطن الأخرى إمكانات علم المواطن في التخفيف من فقدان التنوع البيولوجي، حيث يضم مشروع eBird، وهو أكبر مشروع لعلوم المواطن المتعلقة بالتنوع البيولوجي، 100 مليون ملاحظة للطيور من المستخدمين حول العالم. وتساعد هذه الملاحظات على "توثيق توزيع الطيور ووفرتها واستخدامها للموائل واتجاهات الطيور من خلال قائمة الأنواع المجمّعة، في إطار علمي بسيط".(سانشيز كلافيخو وآخرون، 2024).

كما أثبت تطبيق iNaturalist، وهو تطبيق آخر من تطبيقات علم المواطن، يستخدم خوارزميات الرؤية الحاسوبية لتحديد الأنواع، نجاحه في التخفيف من فقدان التنوع البيولوجي. حتى الآن، يحتوي التطبيق على أكثر من 200,000,000,000 ملاحظة مع 6 ملايين ملاحظة شهريًا على مستوى العالم. على تطبيق iNaturalist، تتم مشاركة الملاحظات البحثية مع GBIF، الذي يستخدم بدوره تلك المعرفة لاتخاذ القرارات المتعلقة بالسياسات والبحوث وبناء المجتمع(GBIF، 2023).

في الوقت الحالي، يحدد تطبيقنا 71 نوعًا من الضفادع والضفادع في جميع أنحاء العالم. على الرغم من أن العديد منها تم تحديده على أنه الأقل إثارة للقلق (LC) في إطار الاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة، إلا أن لدينا نوعًا واحدًا مهددًا بالانقراض من قبل الاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة، وهو ضفدع الجرس الجنوبي(Ranoidea raniformis). هذا النقص في الأنواع المهددة بالانقراض، يؤكد الحاجة إلى مشاركة ممارسين متنوعين في الرصد البيئي الصوتي الحيوي. يمكن لزيادة نقاط البيانات حول الأنواع المهددة بالانقراض أن تفيد في اتخاذ القرارات المتعلقة بالسياسات باستخدام الرؤى المستندة إلى البيانات. وستشكل المجتمعات المحلية والشعوب الأصلية رصيداً رئيسياً في زيادة عدد الأنواع المدرجة في التطبيق، حيث تتيح لنا معارفهم المحلية تتبع الأنواع في المناطق النائية.

البرمائيات مهددة أكثر من غيرها وتتناقص بسرعة أكبر من الطيور أو الثدييات. تتناقص أعداد البرمائيات بسبب عوامل متعددة، مثل تغير المناخ، وفطر الكيتريد، وعوامل بشرية أخرى مثل الاتجار بالأنواع. ومع ذلك، لا شك أن مستوى التهديد الذي تتعرض له البرمائيات أقل من الواقع لأن 1294 نوعًا (22.5%) غير معروف بشكل كافٍ لتقييمه، مقارنة بـ 78 نوعًا فقط من الطيور (0.8%)(ستيوارت وآخرون، 2004).

يؤكد هذا العجز المعرفي على الأهمية الحيوية للأدوات التعليمية مثل ريبيت في إضفاء الطابع الديمقراطي على البحث العلمي. فمن خلال خفض الحواجز أمام الرصد البيئي، تحول تطبيقات مثل Ribbit المراقبين السلبيين إلى مشاركين نشطين في مجال الحفظ. تُمكّن التقنيات التعليمية العلماء المواطنين من المساهمة بشكل مباشر في فهم وحماية النظم الإيكولوجية المعرضة للخطر، ومعالجة القيود البحثية الحرجة من خلال توسيع نطاق جمع البيانات في المناطق التي لم تخضع للبحث الكافي.

تعمل هذه المنصات المبتكرة على زيادة الوعي العام بتحديات التنوع البيولوجي مع توفير مسارات يسهل الوصول إليها للمشاركة العلمية. وعلى عكس التطبيقات التي تركز على الطيور ذات البنى التحتية البحثية الراسخة، تفتقر تطبيقات الحفاظ على طيور الأنورا إلى منصات شاملة لعلوم المواطن. يسدّ تطبيق Ribbit هذه الفجوة الحرجة من خلال تمكين الأفراد من أن يصبحوا مساهمين أساسيين في أبحاث البرمائيات، مما يؤدي إلى سد النقص في البيانات ودعم جهود الحفاظ على البيئة العالمية من خلال الإشراف البيئي التعاوني المدعوم بالتكنولوجيا. وهو أول تطبيق يتضمن معلومات عن أكثر من 800 نوع من البرمائيات بأربع لغات، بما في ذلك نوع النداء والصورة ومعلومات عن اتفاقية سايتس (ما إذا كانت الأنواع متداولة أو مستخدمة لأغراض تجارية، ويتناول الهدفين 5 و9 من أهداف المنتدى العالمي لحماية البيئة البحرية)، وحالة الاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة (ما إذا كانت الأنواع مهددة بالانقراض، ويتناول الهدف 4 من أهداف المنتدى العالمي لحماية البيئة البحرية) ومعلومات عامة عن سلوك الحيوان وتكاثره.