Ribbit - een webapp voor automatische identificatie en classificatie van anuransoorten

Ribbit's benadering van datademocratisering vertegenwoordigt een zorgvuldig gecureerd proces van burger-gedreven wetenschappelijke bijdrage. Door gebruik te maken van bestaande openbare datasets van iNaturalist geluiden en Anuraset, legt de applicatie een robuuste basis voor akoestische biodiversiteitsmonitoring. Deze initiële datasets bieden een uitgebreide basis voor machine learning training, waardoor initiële modellen van hoge kwaliteit voor de identificatie van anuranen worden gegarandeerd.

De innovatieve gegevensverzamelingsstrategie van de applicatie gaat verder dan het verzamelen van informatie en implementeert een rigoureus kwaliteitscontroleproces voor door gebruikers ingezonden gegevens. Elke door een burger ingediende opname wordt zorgvuldig geverifieerd voordat deze kan worden toegevoegd aan de Global Biodiversity Information Facility (GBIF). Deze aanpak transformeert passieve gegevensverzameling in een actief, collaboratief wetenschappelijk proces waarbij burgers een zinvolle bijdrage kunnen leveren aan natuurbeschermingsonderzoek, en komt zo tegemoet aan GBF Doel 14, "Biodiversiteit integreren in de besluitvorming op elk niveau".

Ribbit hanteert strenge protocollen voor de privacy en bescherming van gegevens. De applicatie erkent de gevoelige aard van ecologische gegevens, in het bijzonder met betrekking tot zeldzame soorten en precieze locatie-informatie, en implementeert strikte mechanismen voor toestemming van de gebruiker. Gebruikersgegevens worden niet gedeeld of gedistribueerd zonder expliciete, geïnformeerde toestemming van de bijdrager, waardoor zowel ecologische onderwerpen als de privacy van burgerwetenschappers worden beschermd.

Citizen science-apps blijken te helpen bij het monitoren van de biodiversiteit en natuurliefhebbers te betrekken(Callaghan et al., 2019). FrogID bijvoorbeeld, een app van het Australian Museum, stelt gebruikers in staat om kikkergeroep op te nemen waarvan de identiteit wordt geverifieerd door menselijke validators. Tot nu toe heeft FrogID publicaties gepubliceerd met betrekking tot het monitoren van invasieve soorten(Rowley en Callaghan, 2023), het onderbouwen van IUCN rode lijst beoordelingen(Gallagher et al., 2024), het beoordelen van brandeffecten (Mitchell et al., 2023), het begrijpen van verstedelijkingseffecten(Callaghan et al., 2020) en het bestuderen van kikkerroepgedrag(Liu et al., 2022). Ons doel is om vergelijkbare resultaten te bereiken met Ribbit, met anuransoorten over de hele wereld, en in een korter tijdsbestek. Tot nu toe heeft het FrogID-team een achterstand van meer dan 18.000 oproepen, die met onze app sterk gereduceerd zou kunnen worden, omdat de verwerkingstijd sterk gereduceerd wordt door de implementatie van machine learning-algoritmen.

Tijdens de eerste bètatestronde van onze app hebben 50 gebruikers opnames ingestuurd voor identificatie. Hun feedback was positief: materiedeskundigen wezen erop dat de soort die ze opnamen overeenkwam met de soort die Ribbit voorspelde, en natuurliefhebbers hebben genoten van de "Kikker van de Dag" functie waarmee ze kennis konden maken met een nieuwe anuransoort of waarmee ze opnieuw kennis konden maken met bekende anuranen door middel van de naam en de meest voorkomende vocalisatie van de soort (GBF doel 11).

Het behoud van ecosystemen is essentieel om klimaatverandering tegen te gaan en ecosysteemdiensten te behouden (GBF-doel 11), die nauw verbonden zijn met meer dan 50% van het mondiale BBP. Meer dan 1 miljoen soorten worden deze eeuw met uitsterven bedreigd, maar het selecteren van gebieden die behouden moeten worden is een uitdaging gezien het bestaande gebrek aan gegevens, die vooral gericht zijn op waarnemingen in het noorden van de wereld. Het vergroten van de hoeveelheid biodiversiteitsgegevens in het Zuiden is cruciaal voor het behoud van bedreigde soorten, die in hoge dichtheid voorkomen in hotspots van biodiversiteit in het Zuiden. Amfibieën zijn ideaal voor akoestische identificatie vanwege hun diverse geluiden en zijn cruciale ecosysteemindicatoren(Estes-Zumpf et al., 2022), waarbij meer dan 40% van de soorten met uitsterven wordt bedreigd(Cañas et al., 2023). Het vergroten van het aantal gelabelde gegevens van de meer dan 7.000 amfibieënsoorten wereldwijd zou de inspanningen voor natuurbehoud ten goede komen en kennislacunes in kwetsbare ecosystemen verkleinen. Door gebruik te maken van een burgerwetenschappelijk platform om te helpen bij het beperken van het verlies aan biodiversiteit, helpen we lokaal milieubeheer van deze kritieke habitats tot stand te brengen (GBF Doel 20).

Andere burger-apps hebben het potentieel aangetoond dat burgerwetenschap heeft bij het beperken van biodiversiteitsverlies. eBird, het grootste burgerwetenschapsproject met betrekking tot biodiversiteit, heeft 100 miljoen vogelwaarnemingen van gebruikers over de hele wereld. Deze waarnemingen helpen om "verspreiding, overvloed, habitatgebruik en vogeltrends te documenteren aan de hand van verzamelde soortenlijsten, binnen een eenvoudig wetenschappelijk kader."(Sánchez-Clavijo et. al., 2024).

iNaturalist, een andere citizen science-app die computervisiealgoritmen gebruikt voor de identificatie van soorten, is ook succesvol gebleken in het beperken van het verlies aan biodiversiteit. Tot op heden heeft de app wereldwijd meer dan 200.000.000 waarnemingen, met 6 miljoen waarnemingen per maand. Op iNaturalist worden waarnemingen van onderzoekskwaliteit gedeeld met GBIF, dat op zijn beurt die kennis gebruikt voor beleidsbeslissingen, onderzoek en gemeenschapsopbouw(GBIF, 2023).

Momenteel identificeert onze app wereldwijd 71 soorten kikkers en padden. Hoewel veel van deze soorten door de IUCN zijn aangemerkt als minst zorgwekkend (LC), hebben we één IUCN bedreigde soort, de Zuidelijke Klokjeskikker(Ranoidea raniformis). Dit gebrek aan bedreigde soorten onderstreept de noodzaak voor diverse praktijkmensen om deel te nemen aan bioakoestische ecologische monitoring. Het vergroten van het aantal datapunten over kwetsbare soorten kan dienen om beleidsbeslissingen te onderbouwen met behulp van datagestuurde inzichten. Lokale gemeenschappen en inheemse volken zullen een belangrijke bijdrage leveren aan het vergroten van het aantal soorten dat in de app is opgenomen, omdat hun lokale kennis ons in staat stelt om soorten in afgelegen gebieden te volgen.

Amfibieën worden meer bedreigd en gaan sneller achteruit dan vogels of zoogdieren. Amfibiepopulaties nemen af door meerdere factoren, zoals klimaatverandering, de chytrideschimmel en andere antropogene factoren zoals de handel in soorten. De mate van bedreiging voor amfibieën wordt echter ongetwijfeld onderschat omdat 1294 soorten (22,5%) te slecht bekend zijn om te kunnen beoordelen, vergeleken met slechts 78 vogels (0,8%)(Stuart et al., 2004).

Dit kennistekort onderstreept het vitale belang van educatieve hulpmiddelen zoals Ribbit voor het democratiseren van wetenschappelijk onderzoek. Door de barrières voor ecologische monitoring te verlagen, veranderen apps zoals Ribbit passieve waarnemers in actieve deelnemers aan natuurbehoud. Educatieve technologieën stellen burgerwetenschappers in staat om direct bij te dragen aan het begrijpen en beschermen van kwetsbare ecosystemen, en kritieke onderzoeksbeperkingen aan te pakken door middel van uitgebreide gegevensverzameling in gebieden waar te weinig onderzoek wordt gedaan.

Deze innovatieve platforms vergroten het publieke bewustzijn over de uitdagingen op het gebied van biodiversiteit en bieden tegelijkertijd toegankelijke paden voor wetenschappelijke betrokkenheid. In tegenstelling tot op vogels gerichte apps met een gevestigde onderzoeksinfrastructuur, heeft het behoud van anura's geen uitgebreide burgerwetenschappelijke platforms. Ribbit vult deze kritieke leemte op door individuen in staat te stellen een cruciale bijdrage te leveren aan amfibieënonderzoek, het tij te keren van gegevenstekort en wereldwijde beschermingsinspanningen te ondersteunen door middel van collaboratief, op technologie gebaseerd rentmeesterschap voor het milieu. Het is de eerste applicatie die informatie bevat over meer dan 800 amfibieënsoorten, in vier talen, inclusief type roep, foto, CITES-informatie (of soorten worden verhandeld of gebruikt voor commerciële doeleinden, gericht op GBF-doelstellingen 5 en 9), IUCN-status (of soorten bedreigd zijn, gericht op GBF-doelstelling 4) en algemene informatie over het gedrag en de voortplanting van dieren.