Ribbit - une application web pour l'identification et la classification automatisées des espèces d'anoures

L'approche de Ribbit en matière de démocratisation des données représente un processus soigneusement contrôlé de contribution scientifique à l'initiative des citoyens. En s'appuyant sur les ensembles de données publiques existants d'iNaturalist sounds et d'Anuraset, l'application établit une base solide pour la surveillance acoustique de la biodiversité. Ces ensembles de données initiaux fournissent une base complète pour la formation à l'apprentissage automatique, garantissant des modèles initiaux de haute qualité pour l'identification des anoures.

La stratégie innovante de collecte de données de l'application va au-delà de la collecte d'informations, en mettant en œuvre un processus rigoureux de contrôle de la qualité des données fournies par les utilisateurs. Chaque enregistrement soumis par un citoyen fera l'objet d'une vérification minutieuse avant d'être éventuellement versé au Fonds mondial d'information sur la biodiversité (GBIF). Cette approche transforme la collecte passive de données en un processus scientifique actif et collaboratif dans lequel les citoyens peuvent contribuer de manière significative à la recherche sur la conservation, ce qui répond à l'objectif 14 du FBG, à savoir "Intégrer la biodiversité dans la prise de décision à tous les niveaux".

Ribbit maintient des protocoles rigoureux de protection et de confidentialité des données. Reconnaissant la nature sensible des données écologiques, notamment en ce qui concerne les espèces rares et les informations de localisation précises, l'application met en œuvre des mécanismes stricts de consentement de l'utilisateur. Aucune donnée d'utilisateur ne sera partagée ou distribuée sans l'accord explicite et éclairé du contributeur, ce qui protège à la fois les sujets écologiques et la vie privée des scientifiques citoyens.

Il a été démontré que les applications de science citoyenne contribuent à la surveillance de la biodiversité tout en engageant les passionnés de nature(Callaghan et al., 2019). Par exemple, FrogID, une application de l'Australian Museum, permet aux utilisateurs d'enregistrer des cris de grenouilles dont l'identité est vérifiée par des validateurs humains. À ce jour, FrogID a publié des articles liés à la surveillance des espèces envahissantes(Rowley et Callaghan, 2023), à l'information des évaluations de la liste rouge de l'UICN(Gallagher et al., 2024), à l'évaluation des impacts des incendies (Mitchell et. al., 2023), à la compréhension des impacts de l'urbanisation(Callaghan et al., 2020) et à l'étude du comportement des cris de grenouilles(Liu et al., 2022). Notre objectif est d'obtenir des résultats similaires avec Ribbit, avec des espèces d'anoures du monde entier et dans un délai plus court. À ce jour, l'équipe de FrogID a un arriéré de plus de 18 000 appels, qui pourrait être considérablement réduit grâce à notre application, puisque le temps de traitement est considérablement réduit grâce à la mise en œuvre d'algorithmes d'apprentissage automatique.

Lors de la première phase de test bêta de notre application, 50 utilisateurs ont soumis des enregistrements à des fins d'identification. Leurs réactions ont été positives : les experts en la matière ont souligné que l'espèce qu'ils avaient enregistrée correspondait à celle prédite par Ribbit, et les amateurs de nature ont apprécié la fonction "Grenouille du jour" qui leur a permis de découvrir une nouvelle espèce d'anoures ou de se familiariser à nouveau avec des anoures familiers grâce au nom et à la vocalisation la plus courante de l'espèce (GBF target 11).

La conservation des écosystèmes est essentielle pour freiner le changement climatique et maintenir les services écosystémiques (objectif 11 du cadre stratégique mondial), qui sont étroitement liés à plus de 50 % du PIB mondial. Plus d'un million d'espèces sont menacées d'extinction au cours de ce siècle ; cependant, le choix des zones à conserver est difficile en raison du manque de données existant, qui privilégie les observations dans le Nord de la planète. L'augmentation de la quantité de données sur la biodiversité dans le Sud global est essentielle pour la conservation des espèces menacées, dont la densité est élevée dans les points chauds de la biodiversité dans le Sud global. Les amphibiens sont idéaux pour l'identification acoustique en raison de la diversité de leurs vocalisations et sont des indicateurs cruciaux des écosystèmes(Estes-Zumpf et al., 2022), avec plus de 40 % des espèces menacées d'extinction(Cañas et al., 2023). L'augmentation des données étiquetées pour les plus de 7 000 espèces d'amphibiens dans le monde permettrait d'améliorer les efforts de conservation et de réduire les lacunes en matière de connaissances dans les écosystèmes vulnérables. En utilisant une plateforme de science citoyenne pour contribuer à l'atténuation de la perte de biodiversité, nous aidons à établir une gestion environnementale locale de ces habitats critiques (GBF Target 20).

D'autres applications citoyennes ont montré le potentiel de la science citoyenne pour atténuer la perte de biodiversité. eBird, le plus grand projet de science citoyenne lié à la biodiversité, compte 100 millions d'observations d'oiseaux de la part d'utilisateurs du monde entier. Ces observations permettent de "documenter la distribution, l'abondance, l'utilisation de l'habitat et les tendances des oiseaux par le biais de listes d'espèces collectées, dans un cadre scientifique simple".(Sánchez-Clavijo et. al., 2024).

iNaturalist, une autre application de science citoyenne, qui utilise des algorithmes de vision par ordinateur pour l'identification des espèces, s'est également avérée efficace pour atténuer la perte de biodiversité. À ce jour, l'application compte plus de 200 000 000 d'observations, avec 6 millions d'observations par mois, à l'échelle mondiale. Sur iNaturalist, les observations de niveau recherche sont partagées avec le GBIF, qui à son tour utilise ces connaissances pour les décisions politiques, la recherche et le développement de la communauté(GBIF, 2023).

Actuellement, notre application identifie 71 espèces de grenouilles et de crapauds dans le monde. Bien que nombre d'entre elles soient identifiées comme peu préoccupantes (LC) par l'UICN, nous avons une espèce en danger de l'UICN, la grenouille du sud(Ranoidea raniformis). Ce manque d'espèces menacées souligne la nécessité pour divers praticiens de participer à la surveillance écologique bioacoustique. L'augmentation du nombre de données sur les espèces vulnérables peut permettre d'éclairer les décisions politiques grâce à des informations fondées sur des données. Les communautés locales et les peuples autochtones seront un atout majeur pour augmenter le nombre d'espèces incluses dans l'application, car leurs connaissances locales nous permettent de suivre des espèces dans des régions éloignées.

Les amphibiens sont plus menacés et leur déclin est plus rapide que celui des oiseaux ou des mammifères. Les populations d'amphibiens diminuent en raison de multiples facteurs, tels que le changement climatique, le champignon chytride et d'autres facteurs anthropiques comme le trafic d'espèces. Cependant, le niveau de menace pesant sur les amphibiens est sans aucun doute sous-estimé, car 1294 espèces (22,5 %) sont trop mal connues pour être évaluées, contre seulement 78 oiseaux (0,8 %)(Stuart et al., 2004).

Ce déficit de connaissances souligne l'importance vitale d'outils pédagogiques comme Ribbit pour démocratiser la recherche scientifique. En abaissant les barrières à la surveillance écologique, les applications comme Ribbit transforment les observateurs passifs en participants actifs à la conservation. Les technologies éducatives permettent aux scientifiques citoyens de contribuer directement à la compréhension et à la protection des écosystèmes vulnérables, en palliant les limites critiques de la recherche grâce à une collecte de données élargie dans des régions insuffisamment étudiées.

Ces plateformes innovantes sensibilisent le public aux défis de la biodiversité tout en offrant des voies accessibles pour l'engagement scientifique. Contrairement aux applications axées sur les oiseaux et dotées d'infrastructures de recherche bien établies, la conservation des anoures n'a pas bénéficié de plateformes complètes de science citoyenne. Ribbit comble cette lacune critique en permettant aux individus de devenir des contributeurs essentiels à la recherche sur les amphibiens, en comblant le manque de données et en soutenant les efforts de conservation à l'échelle mondiale par le biais d'une gestion collaborative de l'environnement basée sur la technologie. Il s'agit de la première application à inclure des informations sur plus de 800 espèces d'amphibiens, en quatre langues, y compris le type d'appel, la photo, les informations CITES (si les espèces font l'objet d'un trafic ou sont utilisées à des fins commerciales, ce qui répond aux objectifs 5 et 9 du FBG), le statut UICN (si les espèces sont en danger, ce qui répond à l'objectif 4 du FBG) et des informations générales sur le comportement et la reproduction de l'animal.