Científicos usan IA para contar la mayor colonia de murciélagos del mundo en Zambia

Tecnología

Por: Dina Dechmann, Benjamin Koger y Roland Kays

Todos los que visitan el Parque Nacional Kasanka en Zambia durante la “temporada de murciélagos” están de acuerdo en que la aparición nocturna de los murciélagos frugívoros africanos de color pajizo de su lugar de descanso es una de las maravillas de la vida silvestre del mundo. Los murciélagos (Eidolon helvum) llegan a Kasanka cada año alrededor de octubre. Las cifras aumentan rápidamente hasta alcanzar su punto máximo en noviembre. En enero ya no están.

Una vez que se recuperan del impacto del impresionante espectáculo, todos convergen en la misma pregunta: ¿cuántos murciélagos hay? Muchos salen volando tan rápido que parece imposible contarlos. Las estimaciones anteriores basadas en recuentos visuales oscilaban entre 1 y 10 millones, una señal de lo difícil que es la tarea.

Para resolver el problema necesitábamos claramente un nuevo enfoque. Utilizando una serie de pequeñas cámaras de vídeo, filmamos a los murciélagos saliendo de su refugio y luego desarrollamos inteligencia artificial para contarlos. Esto ofrece una forma económica, rápida y repetible de contar una gran cantidad de animales en movimiento.

Nuestra estimación promedio para la colonia Kasanka durante cinco días en noviembre de 2019 fue de 857,233 murciélagos. Esto la convierte en una de las colonias de murciélagos más grandes del mundo y la más importante de África. La siguiente pregunta es por qué queríamos contarlos.

Por qué es importante contar
Trabajos anteriores sobre esta especie han demostrado que los servicios ecosistémicos que brindan son incomparables. Dispersan semillas todas las noches a distancias de 75 kilómetros o más, tres veces más que el elefante africano. Las colonias más grandes dispersan más semillas y, por tanto, son más valiosas en los ecosistemas. Desafortunadamente, en algunos lugares se está observando una disminución en el número de murciélagos. Los recuentos estandarizados son fundamentales para distinguir entre cambios de colonias debido a perturbaciones causadas por personas y disminuciones a nivel de población que requieren gestión de conservación.

Contar la colonia Kasanka también es importante por otra razón. El murciélago frugívoro africano de color pajizo es el único murciélago frugívoro migrante de larga distancia en el continente. Aún no conocemos los detalles de estas rutas migratorias, pero cada año las vemos convergir en colonias temporales, como la de Kasanka, y luego moverse hacia lugares desconocidos. Su tiempo en estos sitios de escala parece estar sincronizado con los picos en la disponibilidad local de alimentos, y las colonias más grandes son mejores para adaptar su tiempo a la mejor disponibilidad de alimentos. Por lo tanto, las colonias grandes indican un paisaje más saludable y rico en alimentos, y también son clave para mantener el comportamiento colectivo de la migración.

La tecnología necesaria para rastrear a los murciélagos y comprender sus rutas migratorias aún se está desarrollando. Sólo se han estudiado unos pocos individuos. Sin embargo, los resultados fueron sorprendentes. Los murciélagos volaron a muchos lugares del continente, incluido uno hasta Sudán del Sur. Parece que murciélagos de varias otras colonias se reúnen en Kasanka durante una corta época del año, probablemente para aprovechar la abundante fruta de la región.

El conteo
Para nuestro nuevo enfoque de conteo, decidimos filmar la aparición de los murciélagos de manera estándar, contar los murciélagos en cada video y luego extrapolar un número total. La clave fue recopilar datos de todos los lados de la colonia. Así que rodeamos el bosque de murciélagos con nueve cámaras GoPro, apuntando directamente hacia arriba. Estas pequeñas “cámaras de casco” se utilizan normalmente para filmar deportes extremos, pero también eran adecuadas para grabar los oscuros murciélagos que vuelan bajo el pálido cielo del atardecer. Nuestro equipo de científicos y guardabosques corría por el parque para encender las cámaras justo antes de que los murciélagos comenzaran a volar, se tomaba un descanso para maravillarse con el enjambre de murciélagos y luego regresaba después del anochecer para buscar las cámaras, mientras esquivaba a los hipopótamos y cocodrilos que comparten el bosque pantanoso con los murciélagos.

De regreso al albergue hubo tiempo justo para recargar pilas y descargar el metraje para preparar el rodaje del día siguiente. Obtuvimos alrededor de 45 horas de metraje durante cinco días de filmación. Pero todavía teníamos que contar los murciélagos.

Contar murciélagos manualmente en estos videos no era realista: simplemente había demasiados. En cambio, nuestro equipo desarrolló un programa de inteligencia artificial (IA) para reconocer a los murciélagos contra el cielo nocturno, rastrearlos de cuadro en cuadro mientras volaban por la pantalla y contarlos cada vez que cruzaban la línea central.

La IA tarda 1,25 minutos en procesar un minuto de vídeo. Esto significa que 40 horas de metraje tardan 50 horas en reproducirse en la computadora. Si un humano tardara dos minutos en contar todos los murciélagos en un solo cuadro de vídeo, le llevaría más de 13 años completar el trabajo. Verificamos la precisión del método de IA contando manualmente algunos clips cortos y descubrimos que detectaba el 95% de los murciélagos.

Luego usamos un poco de trigonometría para determinar qué porción de la colonia total pasaba volando por nuestras cámaras y extrapolamos el tamaño total de la colonia. La cifra más alta en un día fue de 987.114 murciélagos. Es posible que no hayamos capturado la colonia en su tamaño máximo durante los cinco días de conteo, por lo que podemos decir que hay alrededor de un millón de murciélagos en Kasanka en la temporada alta en noviembre.

Hay cuevas en Texas con más murciélagos, pero son mucho más pequeñas. La colonia de Kasanka de murciélagos frugívoros de color pajizo es la más grande (en peso) del mundo en al menos un orden de magnitud.

Monitoreo futuro
El uso de cámaras GoPro económicas y los innovadores análisis automáticos nos permitieron establecer un método sencillo (si el tiempo lo permite) para contar esta y otras colonias de animales durante años sucesivos. Esperamos que esto nos permita identificar cambios en las cifras para informar los esfuerzos de conservación. Estos son importantes porque proteger la colonia Kasanka ayuda a proteger a los murciélagos de todo el subcontinente.

Los desarrollos agrícolas están invadiendo el Parque Nacional Kasanka y está previsto construir un parque eólico en la zona. Esto podría tener efectos negativos en la cantidad de murciélagos que se agregan aquí. El monitoreo será crucial para revelar y prevenir estos efectos dondequiera que la especie proporcione servicios ecosistémicos. Es de esperar que los murciélagos sigan oscureciendo el cielo nocturno de Kasanka durante muchos años más, continuando con sus servicios como jardineros secretos de África.

Este artículo es una sensación de otro publicado en The Conversation. Puedes leer el texto original haciendo clic aquí.

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