Ribbit - um aplicativo da Web para identificação e classificação automatizadas de espécies de anuros

A abordagem do Ribbit para a democratização de dados representa um processo cuidadosamente selecionado de contribuição científica orientada para o cidadão. Ao aproveitar os conjuntos de dados públicos existentes dos sons iNaturalist e Anuraset, o aplicativo estabelece uma base sólida para o monitoramento acústico da biodiversidade. Esses conjuntos de dados iniciais fornecem uma linha de base abrangente para o treinamento de aprendizado de máquina, garantindo modelos iniciais de alta qualidade para a identificação de anuros.

A estratégia inovadora de coleta de dados do aplicativo vai além da coleta de informações, implementando um rigoroso processo de controle de qualidade para os dados contribuídos pelos usuários. Cada registro enviado pelos cidadãos será submetido a uma verificação cuidadosa antes da possível contribuição para o Global Biodiversity Information Facility (GBIF). Essa abordagem transforma a coleta passiva de dados em um processo científico ativo e colaborativo, no qual os cidadãos podem contribuir de forma significativa para a pesquisa de conservação, atendendo à Meta 14 do GBF, "Integrar a biodiversidade na tomada de decisões em todos os níveis".

De forma crítica, a Ribbit mantém protocolos rigorosos de privacidade e proteção de dados. Reconhecendo a natureza sensível dos dados ecológicos, especialmente em relação a espécies raras e informações precisas de localização, o aplicativo implementa mecanismos rigorosos de consentimento do usuário. Nenhum dado do usuário será compartilhado ou distribuído sem a aprovação explícita e informada do contribuinte, protegendo tanto os assuntos ecológicos quanto a privacidade dos cientistas cidadãos.

Foi demonstrado que os aplicativos de ciência cidadã ajudam no monitoramento da biodiversidade e, ao mesmo tempo, envolvem os entusiastas da natureza(Callaghan et al., 2019). Por exemplo, o FrogID, um aplicativo do Museu Australiano, permite que os usuários gravem chamadas de sapos cuja identidade é verificada por validadores humanos. Até o momento, o FrogID publicou artigos relacionados ao monitoramento de espécies invasoras(Rowley e Callaghan, 2023), informando as avaliações da lista vermelha da IUCN(Gallagher et al., 2024), avaliando os impactos do fogo (Mitchell et al., 2023), compreendendo os impactos da urbanização(Callaghan et al., 2020) e estudando o comportamento do canto das rãs(Liu et al., 2022). Nosso objetivo é obter resultados semelhantes com o Ribbit, com espécies de anuros em todo o mundo e em um período de tempo mais curto. Até o momento, a equipe do FrogID tem um acúmulo de mais de 18.000 chamadas, o que poderia ser bastante reduzido com nosso aplicativo, já que o tempo de processamento é bastante reduzido com a implementação de algoritmos de aprendizado de máquina.

Durante a primeira rodada de testes beta do nosso aplicativo, 50 usuários enviaram gravações para identificação. O feedback foi positivo: especialistas no assunto apontaram que a espécie que eles registraram correspondia à prevista pelo Ribbit, e os entusiastas da natureza gostaram do recurso "Frog of the Day" (Rã do Dia), que os apresentou a uma nova espécie de anuro ou permitiu que eles se familiarizassem novamente com anuros conhecidos por meio do nome e da vocalização mais comum da espécie (meta 11 da GBF).

A conservação dos ecossistemas é fundamental para reduzir as mudanças climáticas e manter os serviços ecossistêmicos (meta 11 do GBF), que estão intimamente ligados a mais de 50% do PIB mundial. Mais de 1 milhão de espécies enfrentam a ameaça de extinção neste século; no entanto, selecionar as áreas a serem conservadas é um desafio com a lacuna de dados existente, que é tendenciosa em relação às observações no norte global. Aumentar a quantidade de dados sobre biodiversidade no Sul Global é fundamental para a conservação de espécies ameaçadas de extinção, encontradas em alta densidade em pontos críticos de biodiversidade no Sul Global. Os anfíbios são ideais para a identificação acústica devido às suas diversas vocalizações e são indicadores cruciais do ecossistema(Estes-Zumpf et al., 2022), com mais de 40% das espécies em risco de extinção(Cañas et al., 2023). O aumento dos dados rotulados para as mais de 7.000 espécies de anfíbios em todo o mundo aprimoraria os esforços de conservação e reduziria as lacunas de conhecimento em ecossistemas vulneráveis. Ao usar uma plataforma de ciência cidadã para ajudar na mitigação da perda de biodiversidade, ajudamos a estabelecer a administração ambiental local desses habitats críticos (GBF Target 20).

O eBird, o maior projeto de ciência cidadã relacionado à biodiversidade, tem 100 milhões de observações de pássaros de usuários de todo o mundo. Essas observações ajudam a "documentar a distribuição, a abundância, o uso do habitat e as tendências das aves por meio de uma lista de espécies coletadas, dentro de uma estrutura científica simples".(Sánchez-Clavijo et. al., 2024).

O iNaturalist, outro aplicativo de ciência cidadã, que usa algoritmos de visão computacional para a identificação de espécies, também se mostrou bem-sucedido na mitigação da perda de biodiversidade. Até o momento, o aplicativo tem mais de 200.000.000 de observações, com 6 milhões de observações por mês, globalmente. No iNaturalist, as observações de nível de pesquisa são compartilhadas com o GBIF, que, por sua vez, usa esse conhecimento para decisões políticas, pesquisas e construção de comunidades(GBIF, 2023).

Atualmente, nosso aplicativo identifica 71 espécies de sapos e rãs em todo o mundo. Embora muitas delas sejam identificadas como menos preocupantes (LC) pela IUCN, temos uma espécie ameaçada pela IUCN, a rã do sino do sul(Ranoidea raniformis). Essa falta de inclusão de espécies ameaçadas ressalta a necessidade de diversos profissionais participarem do monitoramento ecológico bioacústico. O aumento dos pontos de dados sobre espécies vulneráveis pode servir para informar decisões políticas usando percepções baseadas em dados. As comunidades locais e os povos indígenas serão um recurso fundamental para aumentar o número de espécies incluídas no aplicativo, pois seu conhecimento local nos permite rastrear espécies em regiões remotas.

Os anfíbios são mais ameaçados e estão diminuindo mais rapidamente do que as aves ou os mamíferos. As populações de anfíbios estão diminuindo devido a vários fatores, como mudanças climáticas, o fungo quitrídio e outros fatores antropogênicos, como o tráfico de espécies. No entanto, o nível de ameaça aos anfíbios é, sem dúvida, subestimado porque 1294 espécies (22,5%) são muito pouco conhecidas para serem avaliadas, em comparação com apenas 78 aves (0,8%)(Stuart et al., 2004).

Esse déficit de conhecimento ressalta a importância vital de ferramentas educacionais como o Ribbit na democratização da pesquisa científica. Ao reduzir as barreiras ao monitoramento ecológico, aplicativos como o Ribbit transformam observadores passivos em participantes ativos da conservação. As tecnologias educacionais permitem que os cientistas cidadãos contribuam diretamente para a compreensão e a proteção de ecossistemas vulneráveis, abordando limitações críticas de pesquisa por meio da coleta de dados ampliada em regiões pouco pesquisadas.

Essas plataformas inovadoras aumentam a conscientização do público sobre os desafios da biodiversidade e, ao mesmo tempo, oferecem caminhos acessíveis para o envolvimento científico. Ao contrário dos aplicativos voltados para pássaros, com infraestruturas de pesquisa bem estabelecidas, a conservação dos anuros carece de plataformas abrangentes de ciência cidadã. O Ribbit preenche essa lacuna crítica, capacitando as pessoas a se tornarem contribuintes cruciais para a pesquisa de anfíbios, mudando a maré da deficiência de dados e apoiando os esforços de conservação global por meio da administração ambiental colaborativa e habilitada pela tecnologia. É o primeiro aplicativo a incluir informações sobre mais de 800 espécies de anfíbios, em quatro idiomas, incluindo tipo de chamada, foto, informações da CITES (se as espécies são traficadas ou usadas para fins comerciais, abordando as metas 5 e 9 do GBF), status da IUCN (se as espécies estão ameaçadas de extinção, abordando a meta 4 do GBF) e informações gerais sobre comportamento e reprodução animal.