מה ל-AI ולהצלת נשרים מהרעלות?

מצב הנשרים בישראל מדאיג. הנשרים, 'עובדי הניקיון' של הטבע, שומרים על האיזון האקולוגי כשהם מנקים את השטחים הפתוחים מפגרים. כשהם נעלמים – נפגעת שרשרת החיים כולה. אחד האיומים המרכזיים על הנשרים הוא הרעלות. חוקרי בית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, בשיתוף רשות הטבע והגנים, נלחמים על כל נשר. לאחר שהשיבו לטבע עשרות נשרים ממושדרים שמראים בכל זמן נתון היכן הם נמצאים, פיתחו כעת במעבדה של פרופ' אור שפיגל מבית הספר לזואולוגיה וממרכז TAD לבינה מלאכותית, בשיתוף חוקרים מספרד ומארה"ב, ונציגי רשות שמורות הטבע והגנים, אלגוריתם חדשני שהופך את הנשרים עצמם למערכת התרעה חכמה. בעזרת ניתוח בזמן אמת של תנועות הנשרים ניתן לאתר אתרי אכילה חשודים ולהתריע מראש, לפני שאירועי הרעלה המוניים מתרחשים.

המחקר, שפורסם ב- Journal of Applied Ecology, משלב מעקב בעזרת משדרי GPS מתקדמים עם שימוש במדי-תאוצה (Accelerometers), ומודלים של למידת מכונה על מנת לנטר ולסווג התנהגויות נשרים מקראיים מרחוק. לדברי החוקרים, שימוש נרחב בגישה הטכנולוגית החדשנית יאפשר להגן על מגוון מיני נשרים רבים בעולם, שכ-70% מהם מוגדרים בסכנת הכחדה, לרוב כתוצאה מהרעלות מסוג כלשהו.

הנשר נחת

בישראל אוכלוסיית הנשר המקראי צנחה מאלפים לפחות מ־200 פרטים. הרעלות אחראיות לכ־57% ממקרי התמותה, כאשר פגרים מורעלים גורמים למותם של עשרות נשרים בבת אחת. "נשרים הם חיות חברתיות, ולכן פגר אחד עלול להביא לקריסה של אחוז ניכר מהאוכלוסייה המקומית", מסביר גדעון ועדיה, ממובילי המחקר.

צוות המחקר התקין משדרים על נשרים מקראיים, והשתמש בפרטים בשבי ובטבע, בישראל ובספרד, לאימון מודל סיווג מסוג  Random Forest, לזיהוי התנהגות הנשרים. המודל אומן לזהות התנהגויות שונות של הנשרים – מהתעופה ועד האכילה – והצליח בדיוק מרשים של עד 96%. חידוש משמעותי במחקר הוא שימוש ואימות מנגנון "רמת הוודאות" של המערכת, שמאפשר להבדיל בין זיהוי נכון לבין זיהוי מוטעה, ויוכל לסייע לפקחים להבחין בין אירועי אכילה אמיתיים לבין התרעות שווא, ובכך ישפר משמעותית את אמינות ההתראות וימנע הקפצת פקחים לחינם.

לקוות שכל הכוכבים יסתדרו

"כמו תמיד, האתגר הוא בפרטים," מספר פרופ' אור שפיגל. "מודלים של למידת מכונה הם 'רעבים' – צריך מאות דוגמאות מכל התנהגות. חלק מההתנהגויות נדירות, כמו אכילה, שמאוד עניינה אותנו. כדי לתפוס את הרגע הנכון, כלומר נשר ממושדר, שנצפה בדיוק כשהוא אוכל, צריך הרבה מזל וסבלנות. ש'כל הכוכבים יסתדרו'. זה לא קורה כל יום, ולכן דרשה המשימה לא מעט סבלנות, בעיקר בתצפיות בטבע".

אתגר נוסף שאתו התמודדו החוקרים היה "לתאם וליצור שפה משותפת בין הגורמים השונים, כדי שנוכל לחבר את הנקודות בין איסוף הנתונים, לחוקר החישובי שעזר עם המודל, לסטודנט שמנתח היבטים אחרים, ולאנשי הממשק שצריכים להבין מה חשוב ולמה זה עוזר להם", מוסיף פרופ' שפיגל. כעת החוקרים פועלים להטמעת האלגוריתם במערכת ההתראות של רט״ג, כדי לשלב את הפיתוח באופן מלא.

להקדים תרופה למכה

הטכנולוגיה הוכיחה את עצמה במהלך ניסויי שטח במדבר יהודה: המודל זיהה בהצלחה מוקדי אכילה של נשרים שהתרחשו מחוץ לתחנות האכלה בטוחות שמפעילה רשות הטבע והגנים, ורוב הפגרים שהתגלו עצמאית על ידי פקחים נמצאו באזורי הסיכון שחזה האלגוריתם. "יחד עם מערכת ההתראות שפותחה בשנים האחרונות על ידי רשות הטבע והגנים, המערכת הזו עשויה לשפר את דרכי הפעולה בשימור הנשרים," מציינת ד"ר מרתה אקאסיו. "במקום להגיב לאחר שהציפורים כבר הורעלו, אנחנו יכולים כעת לזהות אזורים מסוכנים מראש, למקד מאמצי סניטציה ולהסיר פגרים שעלולים להיות מורעלים גם לפני שהנשרים מוצאים אותם".

^{צוות המחקר של פרופ' אור שפיגל במהלך עבודת שטח במדבר}

"רשות הטבע והגנים יחד עם שותפיה לפרויקט 'פורשים כנף' (החברה להגנת הטבע וחברת החשמל לישראל), משקיעה משאבים ומאמצים גדולים בהגנה על הנשרים והעופות הדורסים מהכחדה. בין היתר, משקיעה הרשות דרך שיתופי פעולה עם חוקרים מהאקדמיה, פיתוח טכנולוגיות חדשניות תוך העזרות בטכנולוגיות AI אבל גם דרך עבודה קשה בשטח של אספקת מזון בטוח בתחנות האכלה וסילוק פגרים עם סיכון להרעלה ובכך מובילה לשיפור הסביבה וזאת בתמיכת המשרד להגנת הסביבה", מוסיף אוהד הצופה, אקולוג עופות ברשות הטבע והגנים.

האם יש מקום לאופטימיות?

כשנשאל פרופ' שפיגל איך הוא רואה את עתיד הנשרים בישראל בעוד עשור, הוא עונה בכנות: "אני חושש שאנחנו עדיין בקרב מאסף. מערכת ההתראות שרט״ג הקימה היא קפיצת דרך משמעותית, וגם היכולת לזהות אתרי אכילה תתרום ותשפר את המאבק, אבל יש כל כך הרבה אתגרים, אצלנו וגם במדינות השכנות, שקשה להיות אופטימי לגבי האוכלוסייה המקומית. הנשרים לא ייעלמו מהעולם. במערב אירופה תוכניות השימור מצליחות מאוד, אבל כאן, במזרח התיכון, ייתכן שילכו בדרכן של העוזניות והפרסים וייעלמו כמקננים מהארץ.

זה לא אומר שכל מה שאנחנו עושים לשווא, להפך. זו מלחמה ארוכה וסיזיפית של שומרי טבע שמרוויחים זמן, מאטים את הירידה, ולפעמים גם מצליחים לעצור את הגלגל. נקווה שנצליח לקנות לנשרים מספיק זמן, עד שבני האדם ישנו את דרכיהם, יפסיקו להרעיל, לצוד ולהפריע, וההכחדה תיעצר לא בזכות פתרון טכנולוגי אחד, אלא בזכות שינוי רחב יותר".

אבל גם בתוך המאבק הזה יש תקווה ויוזמות חדשות. "בהחלט," פרופ' שפיגל מחייך. "אנחנו כבר מרחיבים את היכולות של האלגוריתם, למשל, לזהות קינונים: מי הטיל ביצה, מי דוגר, ואיפה. כך נוכל לעזור לנשרים גם בתחילת חייהם, ולא רק למנוע את סופם בטרם עת. הנשרים, בסופו של דבר, עושים את הניטור בשביל כולנו."

כדי לעודד את אימוץ השיטה במקומות ומינים נוספים בעולם, פרסם צוות המחקר את כל מערך הנתונים, האלגוריתמים וחומרי ההדרכה באופן חופשי באינטרנט, ומאפשר לאנשי שימור ברחבי העולם להתאים את הטכנולוגיה למיני בעלי חיים ואזורים שונים. בעידן שבו פעילות אנושית מאיימת על חיות הבר, המחקר מדגים כיצד חדשנות טכנולוגית ושיתוף ידע יכולים לסייע לשימור טבע במאה ה־21.