Можно ли создать картину звуков, или Как использовать нейросетевые звуковые ландшафты для защиты окружающей среды

Команда исследователей биологии из Имперского колледжа Лондона, Университета Сиднея и Университета Корнела обнаружила, что с помощью алгоритмов машинного обучения можно создать звуковую картину из шумов в естественной среде. В своем документе, опубликованном в Proceedings Национальной академии наук, группа описывает, как такие звуковые ландшафты могут использоваться для защиты окружающей среды.

Новое исследование

Во многих частях мира природные территории были выделены правительствами как способ защиты определенных экосистем – национальные леса и парки являются яркими примерами. Но такие области обычно покрывают большие участки земли, что затрудняет управление ими. Опасны люди, которые предпочитают игнорировать законы о защите, такие как браконьеры и те, кто занимается незаконной рубкой. В этой новой работе исследователи стремились найти способ обнаружить такую ​​активность гораздо менее трудоемким способом.

Исследователи начали свою работу, отметив, что большинство природных сред имеют особый звук. Есть определенные птицы, которые живут в данной области, каждая из которых издает отличительные звуки. Кроме того, есть звуки, издаваемые деревьями при прохождении ветра, звуки насекомых или воды, журчащей в ручье. Они также отметили, что звуки в данной области меняются в зависимости от времени суток.

Ученые взяли все эти факторы и внесли их в программу на компьютере, на котором выполнялись алгоритмы машинного обучения, позволяющие ему узнать, как обычно звучит данная область. Исследователи описывают это как обучение машины распознать звуковой ландшафт данной области. Затем они установили микрофоны в той же области и подали звуки, которые она услышала, на одну и ту же машину – если программа обнаруживала звуки, которые не соответствуют обычному звуковому пространству для региона, например, бензопилу или стрельбу, она отправляла предупреждение.

Исследователи обнаружили, что система точна в своих предупреждениях и может использоваться в самых разных средах. Они также предполагают, что такие системы могут быть развернуты по всему миру в качестве средства помощи землеустроителям в обнаружении незаконной деятельности в режиме реального времени.