Como selfies do leopardo-das-neves e a IA podem ajudar a salvar a espécie da extinção

Koustubh Sharma é o que você poderia chamar de cientista de felinos com uma tarefa assustadora. Como um biólogo da vida selvagem, ele estuda um dos felinos mais magníficos e indescritíveis do mundo: os leopardos-das-neves.

Baseado no Quirguistão, Sharma passa muito tempo tentando resolver o enigma de como estudar espécies ameaçadas de extinção. Os felinos alpinos vivem em paisagens frias e áridas; andam centenas de quilômetros e vivem tão bem sozinhos que são apelidados de “fantasmas da montanha”.

Nos quase 11 anos em que Sharma estudou leopardos-das-neves nas alturas da Ásia Central, ele viu apenas duas vezes o felino de pele grossa, marcada por rosetas. Seu único encontro próximo foi com um macho grande, com uma cicatriz no rosto, no sul da Mongólia, em pé em uma borda da montanha perto de um íbex morto, uma das refeições favoritas dos leopardos-das-neves.

“De repente, eu ouço um barulho e um leopardo-das-neves está bem na minha frente. Ele olhou para mim com aqueles olhos redondos, quase como se dissesse: ‘Como você chegou tão perto de mim sem eu saber?’. Eles confiam muito em sua invisibilidade. Então, ele se virou e fugiu como uma flecha”, diz Sharma, ecologista regional sênior do Snow Leopard Trust, uma organização sem fins lucrativos de conservação, sediada em Seattle, que trabalha na China, Quirguistão, Índia, Mongólia e Paquistão.

A natureza secreta desses felinos não impediu Sharma e sua equipe de estudá-los com armadilhas fotográficas, o que ajuda a ONG a entender e proteger as espécies da caça furtiva, mineração, mudanças climáticas e outras ameaças. Os leopardos-das-neves foram reduzidos a uma população estimada em quatro a seis mil, tornando-os tão raros que as câmeras remotas são uma das únicas maneiras possíveis de estudá-los.

As câmeras, equipadas com sensores de calor e movimento, também têm algumas limitações. Às vezes, são enterradas por avalanches, arrastadas por inundações ou derrubadas por outros animais. Outras vezes, elas tiram fotos dos animais “errados”, como cabras, camelos ou cavalos que se plantam na frente de uma lente e ruminam por horas ou passam por hordas. Ou as câmeras são acionadas por uma folha de grama balançando perto de uma rocha aquecida pelo sol.

Depois, há o volume avassalador de fotos. Cada pesquisa de câmera dura vários meses, cobrindo uma área de 1.000 a 1.300 quilômetros quadrados e gerando 200 a 300 mil imagens de 30 a 60 câmeras. Classificar as imagens – em fotos com leopardos-das-neves e fotos sem eles – tem sido uma tarefa tediosa e manual, consumindo centenas de horas humanas da ONG.

Uma nova solução da Microsoft AI está acelerando o processo, com um modelo de aprendizado de máquina que pode identificar leopardos-das-neves e classificar automaticamente centenas de milhares de fotos em questão de minutos.

“Quando está capturando imagens em uma área, você está basicamente dando aos leopardos-das-neves uma oportunidade de tirar suas selfies”, conta Sharma. “Você precisa saber onde eles estão e quantos são para conservá-los. Mas, às vezes, você acaba com milhares de fotos que não são relevantes. É aí que a IA nos ajuda.”

Criado por engenheiros da equipe de Aprendizado de Máquina do Azure, o sistema escalável ajudará os conservacionistas a concentrar mais recursos na pesquisa da saúde, localização e alcance da população. Ele pode ser integrado ao Power BI para que o Snow Leopard Trust possa visualizar e explorar dados de suas câmeras, o que ajudará a desenvolver e avaliar programas de conservação.

Esses esforços ajudam os leopardos-das-neves a coexistirem com os seres humanos, seja reduzindo o impacto de infraestruturas criadas pelo homem ou trabalhando com pastores que, às vezes, matam esses felinos depois de verem seus rebanhos servirem de alimentos para eles.

O próximo passo para a tecnologia é automatizar a identificação individual de leopardos-das-neves, com base em suas marcas exclusivas.

“A questão é: ‘Esse leopardo-das-neves é ​​o mesmo da imagem 1.000.240?’”, questiona Mark Hamilton, engenheiro de software da Microsoft, que construiu o modelo com redes neurais profundas, uma tecnologia de inteligência artificial (IA) que aprende padrões como o cérebro humano.

“Como você relaciona essas fotos?”, pergunta. “No momento, o processo é trabalhoso e propenso a erros, e à medida que você obtém mais imagens, é como adicionar mais peças a um quebra-cabeça de 40 mil peças. Esperamos que o aprendizado profundo possa nos ajudar a encontrar prováveis ​​combinações.”

As equipes de Sharma identificaram manualmente leopardos-das-neves individuais em fotos ao longo dos anos, mas têm aproximadamente outras 10 mil fotos aguardando identificação. O aprendizado de máquina aliviará o gargalo, levando a dados mais precisos e melhores estimativas populacionais.

O modelo de classificação de imagens será especialmente útil para apoiar um novo grande estudo sobre a população mundial de leopardos-das-neves, diz Sharma. Anunciado em março passado, o estudo faz parte do Programa Global de Proteção de Leopardos e Ecossistemas da Neve, uma aliança de grupos de conservação e dos governos de todos os 12 países onde os leopardos-das-neves circulam.

“Esse é um empreendimento enorme”, afirma Sharma, coordenador internacional do programa. O estudo irá desenvolver e usar métodos de pesquisa padronizados, coletar enormes quantidades de dados e deve ser concluído em cerca de cinco anos.

O projeto foi lançado após a polêmica reclassificação de leopardos-das-neves do ano passado, de uma espécie com um risco muito alto de extinção para uma espécie vulnerável com um risco de extinção menor, mas ainda alto.

O Snow Leopard Trust se opôs à decisão com outros grupos de conservação, argumentando que a melhor ciência disponível não apoiava a questão e que ninguém realmente sabe quantos leopardos-das-neves existem no mundo. Os melhores números são estimativas, e uma lista prematura de leopardos-das-neves pode comprometer os esforços de proteção do felino.

“Mais pesquisas são necessárias”, conta Sharma. “A IA pode nos ajudar a acelerar a tarefa de estimar as populações de leopardos-das-neves do mundo.”

Além de sua beleza impressionante, por que estudar e proteger leopardos-das-neves?

Duas razões, diz Sharma. Esses felinos são um “termômetro” de ecossistemas frágeis das montanhas que fornecem água para grandes populações humanas. E além de serem “fantasmas da montanha”, eles carregam outro título distinto.

“Leopardos-das-neves cruzam fronteiras sem precisar de passaportes ou vistos”, afirma. “Quando você fala sobre eles, os países se reúnem e apreciam a importância de conservá-los. É por isso que chamamos os leopardos-das-neves de embaixadores das montanhas.”

Saiba mais sobre a solução de IA nesta imersão. E veja como a Microsoft AI está ajudando a biodiversidade com o AI for Earth.

Imagem do topo: SLCF Mongolia/Snow Leopard Trust.