Tekoälystä apu lintujen yömuuton seurantaan?

Muutokset ympäristön valomäärässä vaikuttavat muuttolintujen seurantaan. Yliopistokeskuksen hanke kehittää uusia mittausratkaisuja lintujen tunnistamiseen ja laskentaan. Hankkeen myötä Keski-Pohjanmaalle muodostuu älykkäiden ympäristömittausten osaamiskeskittymä.

Lintujen yömuuttoa on seurattu aktiivisesti Tankarin majakkasaarella jo lähes viidenkymmenen vuoden ajan.

Tankar tunnetaan Suomen valovoimaisimpana majakkana. Jo 1970-luvulla havaittiin, että Tankarin majakan kirkkaat valokeilat houkuttelevat syksyisin tuhansittain yöllä muuttavia lintuja saareen. Tankarin lintuaseman rengastajat ja vapaaehtoiset lintuharrastajat ovat laskeneet ja kirjanneet yöllä muuttavien lintujen yhteysääniä syksyisin hyvinä muuttoöinä.

Suuri osa Suomeen keväällä tulevista ja Suomesta syksyllä lähtevistä varpuslinnuista muuttaa öisin. Yöllä matkanteko on turvallisempaa mm. petojen vähäisemmän saalistuspaineen vuoksi, ja päivät voidaan käyttää ravinnon hakuun. Yöllä muuttavat linnut suunnistavat mm. tähtikuvioiden, havaittavien maastonmuotojen, jopa hajuaistin ja myös muuttoreitillä olevien valolähteiden avulla.

Pilvisen, sumuisen tai sateisen sään yllättäessä yöllä muuttavat linnut turvautuvat usein kirkkaisiin valolähteisiin suunnistuksensa apuna.

Yömuutto tapahtuu ihmissilmien näkymättömissä, mutta muuttoa voidaan kuitenkin seurata laskemalla lintujen tunnistettavia lentoääniä. Yhteysäänten avulla linnut pysyvät turvaa antavissa parvissa ja kokemattomatkin muuttajat suuntaavat oikeaan ilmansuuntaan. Sumuisina syysöinä yötaivaalla voikin olla melkoinen äänten konsertti muuton ollessa kiivaimmillaan.

Vielä 1970–80 luvulla Tankarissa saatettiin laskea yhtenä yönä parhaimmillaan lähes 200 000 linnunääntä, pääosin rastaita. Nyt on kuitenkin toisin.

tankkarin majakka ja luontoa.jpeg

"Nyt on niin paljon valosaastetta ja kirkkaita valolähteitä mantereella, että majakka ja sen valo eivät enää toimi samanlaisena houkuttimena muuttolinnuille. Vuosien saatossa muuttoliikenne on vähentynyt, ja nykyään parhaina muuttoöinä saatetaan tunnistaa 20 000 – 30 000 linnun ääntä", valottaa lintujen muuttunutta käyttäytymistä lintuasemarengastaja ja BirdLife Keski-Pohjanmaan puheenjohtaja Juhani Hannila.

Luontokato näkyy myös lintuaseman laskenta-aineistoissa: muuttavien lintujen yksilömäärät ovat vähentyneet huomattavasti 50 vuoden aikana.

Pitkin rannikkoa venyvä keinovalojen jono houkuttelee muuttomatkallaan olevia lintuja eri reiteille kuin ennen.

Älykkäiden ympäristömittausten osaamiskeskittymä muodostuu

Syksyn aikana YMPYRÄ-hankkeessa (Älykkäiden ympäristömittausten osaamiskeskittymä) on haettu uusia ratkaisuja yöllä muuttavien lintujen seurantaan yhteistyössä hankkeessa mukana olevien BirdLife Keski-Pohjanmaan ja Tankarin lintuaseman kanssa.

Syyskuun alussa aloitetussa pilotissa on kerätty yömuuttolintujen yhteys- ja lentoääniä, ja niiden pohjalta pyritään tekemään lintujen tunnistamista ja laskentaa. Useampia äänentallennuslaitteita on ollut asennettuna lintuaseman rengastajien toimesta Tankarin majakkasaarelle.

"Nyt on saatu ääninäytteitä kerättyä kuukauden verran ja niitä tunnistetaan yhdessä lintuharrastajien kanssa. Sitten meillä on tarkoituksena opettaa tekoäly tunnistamaan äänet, jotta tunnistamistyötä voidaan automatisoida", taustoittaa jatkokuvioita YMPYRÄ-hankkeen projektipäällikkö Timo Hongell.

"Tähän asti laskentaa on tehty ihmisvoimin kuuntelemalla ja käsin kirjaamalla. Se on työlästä ja edellyttää yöaikaista valvomista. Mutta nyt tavoitteena on, että tekoäly pystyisi tekemään saman. Saamme näin tietoa lintujen muuttoaktiivisuudesta, muuton ajoittumisesta, lajeista ja lukumääristä, kun laite tunnistaa ja kirjaa lajit ja havaintomäärät. Ja mikä parasta, ihmisen ei tarvitse aina olla itse öitä valvomassa ja tekemässä tätä vaan koneet hoitavat sen reaaliaikaisesti", iloitsee Hannila. "Se mahdollistaa toivon mukaan laajempien ja ajallisesti kattavampien muuttoaineistojen keräämisen."

Alkuun on lähdetty selvittämään yömuuttoa Tankarin saarella, mutta tulevaisuudessa laitteita voidaan sijoittaa esimerkiksi rannikolta sisämaahan päin tasaisin välimatkoin. Näin pystytään ehkä selvittämään tarkemmin yöllä muuttavien lajien muuttoreittejäkin.

"Eläinlajien kanssa on mahdollista tehdä monia asioita tekoälyä hyödyntäen, mutta eläimet eivät ole ainoa pilotointikohde hankkeessa, vaan ihan kaikenlaiset ympäristöön liittyvät mittaukset ovat kiinnostuksen kohteena", laajentaa YMPYRÄ-hankkeen projektipäällikkö Timo Hongell.

Lintujen ääniin liittyvä pilotti oli ensimmäisiä YMPYRÄ-hankkeessa aloitettuja pilotteja. Mutta hankkeessa ei keskitytä ainoastaan eläinten tarkkailuun, vaan myös haetaan laaja-alaisesti uusia digitaalisuutta hyödyntäviä älykkäitä ratkaisuja ympäristön seurantaan ja ympäristön tilan arviointiin.

Hankkeessa yhdistyvät digitalisaatio, ympäristö- ja mittausteknologiat sekä ympäristöosaaminen, joiden pohjalta Keski-Pohjanmaalle ollaan hankkeen aikana muodostamassa älykkäiden ympäristömittausten osaamiskeskittymää, joka yhdistää kokonaisvaltaisesti ympäristöekosysteemin parissa toimivat tahot; teollisuus-, kaivos- ja pk-yritykset, konsultit, ympäristön tilaa valvovat viranomaiset sekä tutkimusorganisaatiot. Tämän uuden yhteistyöstä syntyvän osaamisen avulla voidaan suunnitella uusia teknologisia ratkaisuja ja toimintatapoja, joita pilotoidaan sopivissa kohteissa.

YMPYRÄ-hanke on Kokkolan yliopistokeskus Chydeniuksen informaatioteknologian yksikön toteuttama EAKR-hanke, joka on alkanut viime huhtikuussa ja kestää vuoden 2023 elokuun loppuun asti.