IA da Colossal Foundation para identificar lobos em Yellowstone

No Parque Nacional de Yellowstone, uma rede de gravadores fica “de plantão” 24 horas por dia. Esses equipamentos registram milhares de uivos de lobos que atravessam os vales com o vento.

Hoje, esse material sonoro alimenta modelos de inteligência artificial criados para uma tarefa inédita: reconhecer lobos individuais a partir da assinatura única das suas vocalizações.

A iniciativa é da Colossal Foundation, braço sem fins lucrativos da Colossal Biosciences.

A empresa, sediada em Dallas, é mais conhecida pelos seus projetos de desextinção - entre eles o lobo-terrível. Na visão da equipa de conservação, novas tecnologias podem destravar desafios que métodos tradicionais ainda não conseguiram resolver.

A escuta de uma espécie-chave

O trabalho em Yellowstone é uma colaboração entre a Colossal Foundation, o Yellowstone Wolf Project, a Yellowstone Forever e a Grizzly Systems.

Para isso, o grupo instalou 48 unidades autónomas de gravação espalhadas pelo parque.

Atualmente, quatro lobos usam coleiras que registam áudio e permitem relacionar o som com dados de movimento e localização. Os investigadores já validaram mais de 7.000 eventos únicos de uivo e usaram esse conjunto para treinar os modelos.

Um software desenvolvido sob medida acompanha o fluxo contínuo de áudio. Ele separa uivos isolados e uivos em coro de uma matilha e, além disso, consegue até sinalizar o som de um disparo de arma de fogo.

Em seguida, o sistema agrupa as chamadas pelas suas impressões digitais acústicas e extrai informações como o tamanho da matilha e a presença de filhotes.

No estágio atual, o classificador reconhece uivos individuais e uivos em coro com mais de 92% de precisão.

Um método que começou com aves

A base do método veio do canto das aves. Há gerações, observadores de aves treinam o ouvido para identificar espécies pelas vocalizações - o que tornou esse universo um ponto de partida natural.

A Colossal começou a aplicar bioacústica numa ave rara chamada pombo-de-bico-dentado, também conhecida como manumea. Ela é uma das parentes vivas mais próximas do dodô.

Segundo a equipa, o modelo atingiu 95% de precisão ao distinguir essa única ave de todas as outras espécies do seu ecossistema. Esse aprendizado, depois, foi adaptado para os lobos.

Em outras palavras, a mesma abordagem de aprendizagem de máquina que aprendeu a reconhecer uma ave rara foi ajustada para funcionar com lobos-cinzentos.

O próximo limite a ser explorado é o lobo-vermelho, frequentemente considerado o lobo mais ameaçado de extinção do mundo.

De lobos-cinzentos a lobos-vermelhos

A Colossal já realiza trabalho extensivo com lobos-vermelhos, e a bioacústica abre um caminho adicional para estudá-los. A equipa quer descobrir se a IA consegue diferenciar lobo-vermelho de lobo-cinzento apenas pelo som.

Para além disso, os investigadores pretendem reconhecer indivíduos entre os lobos-vermelhos e até identificar diferentes graus de ancestralidade dentro de um mesmo animal. Isso levaria uma tarefa antes dependente de genética para uma alternativa muito menos invasiva.

Num futuro possível, um investigador poderia caracterizar um lobo-vermelho a partir do uivo, em vez de precisar de uma amostra de sangue.

As ferramentas de bioacústica também podem, com o tempo, sair do campo de pesquisa e ajudar a prevenir conflitos.

Lobos-cinzentos entram frequentemente em choque com humanos por causa de gado. Soluções que detectem a presença de um lobo nas proximidades de um rebanho podem permitir que pecuaristas evitem o confronto antes que ele aconteça.

Para além de animais que uivam

A técnica não se restringe a animais que uivam. Baleias e golfinhos, com os seus “cantos” subaquáticos e a ecolocalização, foram um alvo inicial.

Em teoria, quase qualquer espécie que vocalize pode ser estudada desse jeito.

Espécies que vocalizam raramente apenas geram conjuntos de dados menores, o que torna o trabalho mais difícil - mas não inviável.

Há inclusive investigadores que sugerem que os roncos infrassónicos de elefantes poderiam ser detectados através do solo.

A construir a próxima geração

A tecnologia só avança tanto quanto as pessoas que a desenvolvem. Neste ano, a Colossal uniu-se à organização sem fins lucrativos Conservation Nation para lançar as suas primeiras bolsas de conservação.

A Conservation Nation atua para trazer jovens de comunidades sub-representadas para um campo que, muitas vezes, não contou com essa participação.

O programa começou com duas frentes. Uma é a bolsa de IA para conservação. A outra é a bolsa de pesquisa e estratégia.

A vaga de pesquisa e estratégia atraiu candidatos de grandes universidades. Já a vaga de IA alcançou parceiros no exterior, incluindo o Instituto de Biotecnologia de Maurício.

De acordo com a equipa, as duas posições juntas receberam mais de 100 candidaturas. Esse número fez parte de um universo bem maior, com mais de 1.400 candidatos em todas as vagas de estágio da Colossal neste ano.

O que distinguiu os bolsistas

A seleção não se baseou apenas em capacidade técnica. A equipa procurou pessoas alinhadas com o apetite da organização por tentar aquilo que ainda não foi feito.

Chamaram atenção os candidatos que já conheciam os projetos. Eles chegavam prontos para conversar sobre uivos de lobos ou sobre deteção de espécies raras.

A bolsista (ou o bolsista) de pesquisa e estratégia, doutorando em genómica da conservação, passou uma semana em Dallas. Em seguida, iniciou um período remoto de quatro meses junto da equipa de bioinformática.

A bolsista (ou o bolsista) de IA, recrutado por meio da parceria com Maurício, vai ajudar a iniciar um novo projeto de bioacústica com lobo-vermelho e também contribuir para o trabalho com o pombo-de-bico-dentado.

Embora grande parte das tarefas seja feita à distância, a equipa leva bolsistas a Dallas para uma imersão no laboratório e para aproximá-los de mentores.

Um modelo diferente para a conservação

Segundo a equipa, os bolsistas partilham uma motivação em comum: querem ajudar a escrever um futuro que ainda não dá para imaginar com clareza.

Muitos deles são, nas palavras do pessoal de conservação, “nativos de IA”, trazendo ferramentas novas e ritmos de trabalho mais rápidos para equipas já estabelecidas. Essa energia combina com a filosofia mais ampla da empresa.

A Colossal posiciona-se não como uma organização de atuação direta no terreno, mas como uma força de aceleração. Ela encontra parcerias locais e, depois, fornece tecnologia e financiamento para impulsionar iniciativas que já estão em andamento.

A proposta é construir confiança, porque a execução passa por atores locais e por grupos de base que são próprios de cada região.

Uma aposta de longo prazo

Matt James, diretor-chefe de animais na Colossal, define a iniciativa das bolsas como uma aposta de longo prazo, não como um custo imediato.

Para ele, os programas devem ser encarados como investimentos, e não como despesas - um orçamento separado, pensado para gerar retorno no futuro.

James compara o esforço a um programa experimental de inovação voltado à conservação. O setor costuma pensar em escala reduzida, em parte porque sofre com subfinanciamento crónico.

A expectativa é injetar imaginação e otimismo e estimular o tipo de ambição que a crise da biodiversidade exige.

“Confiamos plenamente na conservação convencional, mas também reconhecemos que ela não consegue acompanhar o ritmo de destruição que vemos hoje”, disse James.

“Não podemos continuar a aplicar medidas convencionais e esperar resultados novos.”