Kun ääni ratkaisee – algoritmi oppii tunnistamaan uhanalaiset eläinlajit

Moni yritys tarvitsee tietoa uhanalaisten eläinlajien elinalueista ympäristölupia varten. Ääneen perustuva langaton seuranta tuo kaivattua tehokkuutta paikannukseen. Älykkäitä ympäristömittauksia tutkiva ja kehittävä YMPYRÄ-hanke on ollut tuottamassa uutta, tarkkaa seurantateknologiaa, jolla varmistetaan kaivostoiminnan ympäristöystävällisyyttä.

Luonnon monimuotoisuudesta kannetaan huolta nykyaikana kovasti, jotta elämän edellytykset maapallolla säilyvät myös tulevaisuudessa. Monimuotoisuuden vaaliminen on tärkeää erityisesti uhanlaisille lajeille, kuten viitasammakoille.

–Meidän on tehtävä asioita ennakoivasti. Kun jokin luontoon liittyvä asia tulee eteen, niin siihen on heti tartuttava, sillä toimenpiteiden vaikutukset ovat nähtävissä usein vasta 2–3 vuoden päästä, kertoo kaivos- ja akkukemikaaliyhtiö Keliber Oy:n ympäristöpäällikko Kari Wiikinkoski.

Keliberissä on tehty paljon työtä viitasammakoiden eteen jo ennen kuin kaivostoimintaa Kaustisen ja Ullavan rajamailla aloitetaan.

Ympäristövaikutusten arviointimenettelyssä (YVA) kaivostoiminnan lähialueet tutkittiin ja viitasammakoiden elinalueita paikannettiin. Näin kaivostoiminta pystytään mahdollisuuksien mukaan suunnittelemaan niin, että uhanalaisen lajin elinalueet väistetään.

Lisäksi sammakoille on rakennettu myös kutulammikoita tukemaan lisääntymistä ja luonnossa selviytymistä.

Kaivostoiminnan aloittamiselle asetetaan tarkat vaatimukset, eivätkä vaatimukset lopu toiminnan aloittamisen jälkeenkään: YVA:n ja siitä saadun luontotiedon avulla hankkeen haitalliset ympäristövaikutukset pyritään minimoimaan tai jopa kokonaan estämään. Uhanalaista eläinlajia myös seurataan hankkeen aikana, jotta kompensaatiotoimien onnistumista pystytään arvioimaan pitkällä aikavälillä.

Yleensä luonnon ja eläinten seurannan hoitavat ympäristökonsultit, jotka päivän tai korkeintaan kahden metsässä kulkemisen avulla selvittävät, löytyykö esimerkiksi viitasammakoita alueelta.

–Kevään kutuaikana äänessä olevat sammakot pystytään kyllä äänen avulla tunnistamaan, mutta myöhemmin kutuajan loputtua sammakkolajien erottaminen on tosi hankalaa. Lisäksi sammakot saattavat mennä piiloon ja olla hiljaa, mikäli havaitsevat liikettä alueella, kertoo Wiikinkoski seurannan haasteista.

Älykäs mittaus avuksi seurannassa

Kokkolan yliopistokeskus Chydeniuksessa on käynnissä YMPYRÄ-hanke (Älykkäiden ympäristömittausten osaamiskeskittymä), jonka pilottikohteisiin kuuluu mm. eläinten äänien tunnistaminen langattomien sensorilaitteiden avulla.

Yliopistokeskuksessa kehitetyt älykkään mittauksen teknologiat tuovat myös yritysten ulottuville uusia keinoja eläinlajien seurantaan, esimerkiksi juuri ympäristölupaprosesseja varten. Yritysten ympäristöluvissa on tarkoin määritelty lajeja, joita tulee tarkkailla ja seurata. Viitasammakko on yksi näistä lajeista.

YMPYRÄssä on ensi alkuun pureuduttu juuri kyseisen lajin ääniin.

Hankkeessa kehitetään ja testataan langattomien ja jatkuva-aikaisesti seurantaa tekevien sensorilaitteiden soveltuvuutta ympäristöluvissa määriteltyjen seurantojen ja mittausten tekemiseen. Jatkuva-aikaisella seurannalla saadaan ympärivuorokautisesti koko kutuajalta äänet talteen, ja tiedotkin tunnistetuista äänistä pystytään välittämään reaaliaikaisesti.

–Pienikokoinen, paristokäyttöinen laitteisto on opetettu tunnistamaan viitasammakoita tekoälyalgoritmeja hyödyntäen ja se kykenee välittämään tiedot havaintojen määrästä kohdealueelta langattomasti, pitkänkantaman radiotekniikkaa hyödyntäen, kertoo YMPYRÄ-hankkeen projektipäällikkö Timo Hongell.

–Pilottivaiheessa laitteet on myös varustettu pienillä äänitallentimilla, jotta voimme jälkikäteen vielä varmistaa havaintojen luotettavuuden kuuntelemalla äänitykset havaintojen ajankohtina. Myöhemmässä vaiheessa laitteisto voidaan opettaa käytännössä tunnistamaan mitä ääntä tahansa, Hongell kuvaa.

Testaaminen todellisessa ympäristössä

Laitteiston toimivuutta testattiin kevään aikana Kokkolassa Elban ympäristössä, mutta toukokuun lopun ja kesäkuun alun aikana laitteet olivat Keliberin kaivoksen ympäristössä todellisessa testissä hyvinkin lupaavin tuloksin. Keliberillä on suuri kiinnostus ja velvoitteetkin luonnon monimuotoisuuden säilyttämiseen kaivosalueella.

–Tähän asti ainoa tapa tehdä seurantaa on ollut konsultin lähettäminen maastoon, antavat automaattiset ja jatkuvatoimiset mittaukset tarkempaa ja monipuolisempaa tietoa ympäristöstä. Kerättyjen tietojen hyödyntäminen myös monimuotoisuuden ylläpitämiseksi on merkittävä parannus, toteaa Wiikinkoski.

Monimuotoisuuden säilyminen on lopulta monen asian summa. Tässä kokonaisuudessa viitasammakoilla ja muilla uhanalaisilla eläimillä ja kasveilla on iso merkitys. Voisi jopa sanoa, että viitasammakoiden kohdalla näköhavaintoja enemmän ääni ratkaisee.