На пути к полностью автоматизированному мониторингу экологических сообществ

Мониторинг с высоким разрешением необходим для понимания динамики экосистем в эпоху глобальных изменений и сокращения биоразнообразия. Автоматизированный мониторинг абиотических компонентов в реальном времени уже давно возможен, однако наблюдать за биотическими компонентами — например, поведением и признаками отдельных организмов, а также численностью и распространением видов — гораздо сложнее. Новые технологические достижения открывают возможности для решения этой задачи благодаря (i) всё более доступной высокопроизводительной аппаратуре для регистрации данных, позволяющей собирать богатые многомерные данные, и (ii) всё более доступным методам искусственного интеллекта, которые извлекают экологические знания из больших массивов данных. Однако с помощью таких технологий автоматизировать мониторинг отдельных характеристик экологических сообществ удавалось преимущественно при низком пространственном и временном разрешении и лишь на отдельных этапах процесса мониторинга. В этой работе мы рассматриваем существующие технологии регистрации и обработки данных, позволяющие автоматизировать мониторинг экологических сообществ. Затем мы предлагаем новые схемы, объединяющие эти технологии в полностью автоматизированные конвейеры, которые выявляют, отслеживают, классифицируют и подсчитывают несколько видов, а также регистрируют поведенческие и морфологические признаки с ранее недостижимым разрешением. На примере этих быстро развивающихся технологий мы показываем, как можно решить одну из главных задач экологии: оперативно получать многомерные стандартизированные данные с высоким разрешением для сложных экологических систем.