Umělá inteligence chrání ptáky před větrníky
Větrné elektrárny jsou často kritizovány ekology za riziko, jaké představují jejich otáčející se lopatky pro ptáky prolétající kolem nich, jež zabíjejí.
Americká start-upová firma IdentiFlight vytvořila unikátní řešení na ochranu vzácných či migrujících ptáků před fatální kolizí s rotory větrných turbín. Zařízení má pomocí automatického kamerového systému, využívajícího umělou inteligenci, za úkol těmto smrtelným střetům zabránit. Podobně jako radary v leteckém provozu sleduje systém vzdušný prostor větrné elektrárny a pomocí AI detekuje přítomnost ptáků v přilehlém okolí, vyhodnocuje trajektorii jejich pohybu a při hrozícím nebezpečí turbínu zastaví.
Firma kombinuje špičkové technologie strojového vidění (obrazové senzory a vysoce výkonné optické systémy) se softwarem využívajícím umělou inteligenci. Stožáry IdentiFlight a na nich umístěné kamery instalované do sítě fungují jako autonomní systém s překrývajícím se leteckým pokrytím. Patentovaný software a technologie neurální sítě zpracovávají snímky k určení 3D polohy, rychlosti a trajektorie chráněných druhů, a to vše během několika sekund po detekci ptáka. Až na kilometrovou vzdálenost zvládnou klasifikaci ptáka jako chráněného druhu v reálném čase. V případě, že zjistí jeho výskyt v okolí větrné elektrárny, automaticky zajistí na potřebnou dobu zastavení turbíny.
Studie systému IdentiFlight, jehož testování probíhalo na 200MW americké větrné farmě Top of the World Windpower, která před několika lety čelila obvinění ze smrti 14 chráněných orlů a dalších stěhovavých ptáků (což ji stálo milion dolarů), byla publikována v odborném časopise Journal of Applied Ecology. Výsledky ukázaly, že po instalaci kamer došlo k poklesu úmrtí chráněných orlů o 82 %.
Technologie se neustále zdokonaluje. Jak se datová sada rozrůstá, AI trénuje z těchto dat pomocí strojového učení, (ročně o více než 10 mil. snímků, kterých obsahuje už přes 47 mil.), takže je schopná postupně identifikovat stále více chráněných druhů ptáků, a dosahovat stále lepších výsledků. Techniky strojového vidění analyzují obrazy podle souboru pravidel k určení míry, do jaké odpovídá hledaným parametrům: Je např. objekt správné velikosti? Má barevné charakteristiky odpovídající cílovému ptákovi? Jsou profily křídel a charakteristika letu podobné cílovému druhu?
Kromě technik strojového vidění, které analyzují konkrétní, předem určené atributy obrazu, využívá systém i technologii konvoluční neuronové sítě, kde se miliony obrázků z datové sady používají k trénování neuronové sítě. Ta je vycvičena pomocí snímků, o nichž je známo, že zachycují cílové druhy ptáků, a vyladěna tak, aby omezovala chyby v jejich předpovídání v testovací sadě známých snímků. Podle IdentiFlight je s náležitým školením klasifikace neuronových sítí lepší než techniky strojového vidění.
Tvůrci systému zdůrazňují, že jejich technologie se snadno přizpůsobí. Pokud je třeba chránit určitý druh, může být začleněn do algoritmů strojového vidění shromážděním vhodné knihovny obrazů, která by v ideálním případě obsahovala snímky cílových druhů v nejrůznějších podmínkách, jako je vysoký kontrast, podsvícení a různé letové prezentace. Firma už vyvinula procesy, které shromažďují a analyzují data ke zlepšení klasifikace druhů podle toho, jak se mění podmínky lokality, např. počasí nebo dokonce kouř z lesních požárů.
Kromě USA je technologie využívána i v Německu a ve Švédsku, a na jižní polokouli chrání vzácné ptáky v Tasmánii. Na základě vyhodnocení tamní studie bylo např. zmapováno obrovské množství údajů o letech orlů i ekonomické aspekty systému. Každé vypnutí trvá přibližně 2 minuty, což představuje u 48 turbín denně celkové omezení zhruba 14 hodin. V noci ale orli nelétají a tehdy fouká vítr nejvíce.
Kamil Pittner
Foto: IdentiFlight
116
.gif)
