پژوهشگران در مالدیو با تلفیق هوش مصنوعی، تصویربرداری سه‌بعدی و غواصی، روش تازه‌ای برای بررسی و حفاظت از صخره‌های مرجانی توسعه داده‌اند؛ روشی که می‌تواند اطلاعات بسیار دقیق‌تری از وضعیت این اکوسیستم حساس در اختیار دانشمندان قرار دهد.
اگر از بالا به مالدیو نگاه کنید، جزایری شبیه زمرد را می‌بینید که در میان آب‌های فیروزه‌ای اقیانوس هند پراکنده شده‌اند. با این حال، بخش مهمی از حیات این کشور در زیر سطح آب جریان دارد. به گزارش نشنال جئوگرافیک، دانشمندان در این منطقه از دوربین‌های سه‌بعدی و فناوری هوش مصنوعی کمک گرفته‌اند تا تغییرات صخره‌های مرجانی را با دقت بیشتری بررسی کنند.
در آب‌های شفاف اطراف آب‌سنگ‌های مرجانی مالدیو، مرجان‌ها، ماهی‌ها و علف‌های دریایی در قالب شبکه‌ای پیچیده به یکدیگر وابسته‌اند. پروژه‌ای با عنوان Kanuhura Coral Census تلاش می‌کند این زیست‌بوم را با جزئیاتی کم‌سابقه ثبت کند؛ اقدامی که می‌تواند به شکل‌گیری روش‌های دقیق‌تر برای حفاظت از مرجان‌ها کمک کند.
یک غواصی ۲۰ دقیقه‌ای جای ساعت‌ها کار را گرفته است
در یکی از مناطق غواصی اطراف جزیره کانوهورا در آب‌سنگ‌های مرجانی لاویانی، جیمز کوردری، زیست‌شناس دریایی، با تجهیزات ویژه وارد آب می‌شود. او میله‌ای فلزی را حمل می‌کند که سه دوربین GoPro روی آن نصب شده است.
کوردری در محدوده‌ای به وسعت ۱۰ در ۱۰ متر، به‌صورت منظم و رفت‌وبرگشتی حرکت می‌کند؛ روشی که خودش آن را به حرکت یک «چمن‌زن» تشبیه کرده است. سه دوربین هر نیم ثانیه یک‌بار به‌طور هم‌زمان عکس می‌گیرند و در پایان هر غواصی، هزاران تصویر هم‌پوشان از منطقه ثبت می‌شود.
نرم‌افزار سپس این تصاویر را کنار یکدیگر قرار می‌دهد و یک مدل سه‌بعدی دقیق از آب‌سنگ می‌سازد. پژوهشگران می‌توانند چند ماه بعد، دوباره همان محدوده را از زاویه‌ای مشابه تصویربرداری کنند و مدل جدید را با نمونه قبلی مقایسه کنند.
این فناوری باعث شده فرایندی که پیش‌تر به حدود هفت ساعت کار چند غواص نیاز داشت، اکنون در حدود ۲۰ دقیقه انجام شود.
هوش مصنوعی تغییرات بسیار کوچک را هم شناسایی می‌کند
پس از پایان غواصی، کوردری تصاویر ثبت‌شده را روی لپ‌تاپ بررسی می‌کند و مدل سه‌بعدی آب‌سنگ روی صفحه شکل می‌گیرد. در میان هزاران مرجان، او نقطه‌ای بسیار کوچک را نشان می‌دهد: یک مرجان جوان که تنها به اندازه ناخن است و سه ماه قبل در آن محل دیده نشده بود.
ممکن است چنین تغییر کوچکی در جریان یک غواصی عادی از چشم انسان پنهان بماند، اما ترکیب مدل‌سازی سه‌بعدی و هوش مصنوعی می‌تواند رشد مرجان‌ها را در مقیاس میلی‌متری دنبال کند. این فناوری همچنین به پژوهشگران نشان می‌دهد کدام مرجان‌ها زنده مانده‌اند و کدام نمونه‌ها از بین رفته‌اند.
کوردری معتقد است زمانی می‌توان از یک اکوسیستم به‌درستی محافظت کرد که شناخت دقیقی از آن وجود داشته باشد. بنابراین هدف پروژه تنها ارائه تصویری کلی از وضعیت آب‌سنگ نیست، بلکه تلاش می‌کند سرگذشت هزاران مرجان را به‌صورت جداگانه ثبت و بررسی کند.
چرا تحقیقات مرجانی در یک اقامتگاه گردشگری انجام می‌شود؟
پروژه Kanuhura Coral Census با همکاری دانشگاه نیوکاسل و کالج دانشگاهی لندن شکل گرفته است. نکته قابل‌توجه این است که بخش مهمی از فعالیت‌های پژوهشی آن در یک اقامتگاه گردشگری انجام می‌شود.
جان استراتفورد، یکی از پژوهشگران این پروژه، می‌گوید اقامتگاه‌های مالدیو امکانات مناسبی برای گسترش تحقیقات دریایی دارند. قایق‌های غواصی، دسترسی روزانه به آب‌سنگ‌ها و حضور زیست‌شناسان در محل، بخشی از این ظرفیت‌ها هستند.
به این ترتیب، به‌جای آنکه تیم‌های پژوهشی از کشورهای مختلف با هزینه‌های بالا برای جمع‌آوری داده به منطقه اعزام شوند، افرادی که به‌صورت روزانه در کنار آب‌سنگ‌ها فعالیت می‌کنند می‌توانند داده‌هایی با استانداردهای علمی مورد نیاز مراکز تحقیقاتی تولید کنند.
علف‌های دریایی هم بخش مهمی از اکوسیستم مالدیو هستند
حفاظت از محیط دریایی مالدیو تنها به صخره‌های مرجانی محدود نمی‌شود. روز بعد، آتیف محمد، زیست‌شناس دریایی، هنگام کایاک‌سواری در میان علف‌های دریایی درباره اهمیت این زیستگاه توضیح می‌دهد؛ بخشی از تالاب که ممکن است از نگاه بسیاری از گردشگران چندان جذاب به نظر نرسد.
اما زیر آب شرایط متفاوت است. ماهی‌های کوچک میان علف‌ها حرکت می‌کنند، سفره‌ماهی‌ها در نزدیکی کف دریا شنا می‌کنند و کوسه‌های جوان نوک‌سیاه نیز در میان این پوشش گیاهی دیده می‌شوند.
علفزارهای دریایی نقش مهمی در اکوسیستم دارند. لاک‌پشت‌های سبز هر روز بخش قابل‌توجهی از این گیاهان را مصرف می‌کنند و گونه‌های مختلف دریایی نیز از این مناطق برای تغذیه یا پناه گرفتن استفاده می‌کنند.
با این حال، در گذشته برخی اقامتگاه‌ها برای ایجاد تالاب‌هایی با ظاهر کاملاً فیروزه‌ای، روی علف‌های دریایی صفحات پلاستیکی قرار می‌دادند تا این پوشش گیاهی از بین برود. در کانوهورا تاکنون حدود چهار تن پلاستیک از کف دریا جمع‌آوری شده تا امکان بازسازی این علفزارها فراهم شود.
فناوری سه‌بعدی به‌زودی علفزارهای دریایی را هم پایش می‌کند
در حال حاضر شناسایی گونه‌های علف دریایی و جانورانی که به این زیستگاه وابسته هستند، همچنان به‌صورت دستی انجام می‌شود. با این حال، کوردری قصد دارد فناوری مورد استفاده برای پایش مرجان‌ها را در آینده به علفزارهای دریایی نیز تعمیم دهد.
او امیدوار است با استفاده از فتوگرامتری سه‌بعدی بتوان نقشه‌ای دقیق از این علفزارها تهیه کرد و تغییرات آن‌ها را نیز مانند صخره‌های مرجانی در طول زمان زیر نظر گرفت.
هدف اصلی پروژه صرفاً ایجاد مدل‌های سه‌بعدی چشم‌نواز نیست. پژوهشگران می‌خواهند تصویری دقیق‌تر از وضعیت اکوسیستم به دست آورند تا اقدامات حفاظتی بر اساس داده‌های واقعی و قابل‌اندازه‌گیری انجام شود.
هزاران تصویر می‌توانند تغییرات پنهان زیر آب را آشکار کنند
در آخرین غواصی، میان گروهی از ماهی‌های جراح و پروانه‌ماهی‌ها و در کنار مرجان‌های بزرگی که دهه‌ها عمر کرده‌اند، یک پرسش اساسی مطرح می‌شود: چه تعداد از تغییرات مهم زیر آب از دید انسان پنهان می‌مانند؟
ارزش فناوری مورد استفاده در این پروژه را می‌توان در همین موضوع دید. مدل‌سازی سه‌بعدی و هوش مصنوعی می‌توانند تغییراتی را ثبت کنند که شاید در یک غواصی معمولی قابل مشاهده نباشند.
مالدیو از سطح آب همچنان همان منظره مشهور جزایر کوچک و آب‌های فیروزه‌ای را دارد، اما حفظ آینده این اکوسیستم به موجوداتی بسیار کوچک‌تر وابسته است؛ از یک مرجان چند میلی‌متری گرفته تا علفزارهای دریایی. زیست‌شناسان نیز با بازگشت دوره‌ای به همین نقاط و مقایسه داده‌های جدید با تصاویر قبلی، تلاش می‌کنند تصویر دقیق‌تری از تغییرات دنیای زیر آب به دست آورند.
