Verden over går insektbestandene tilbage med store konsekvenser for vores økosystemer uden, at vi helt ved hvorfor. Men med en ny algoritme fra Københavns Universitet kan vi nu langt bedre følge med i, hvordan det står til med biodiversiteten hos insekterne, som det indtil nu har været meget vanskeligt at overvåge.

Insekter er vigtige bestøvere af planter, fødekilde for en lang række dyr og nedbrydere af dødt materiale i naturen. Men de sidste årtier har insekterne været haft det svært og det skønnes, at 40 procent af arterne er i tilbagegang og en tredjedel er truede.
Derfor er det vigtigere end nogensinde før at overvåge biodiversiteten hos insekterne, så vi kan forstå tilbagegangen og forhåbentlig hjælpe insekterne. En opgave, der indtil nu har været svær og ressourcekrævende. Dels fordi insekterne er små, meget dynamiske og dels fordi, at forskere og myndigheder skal opsætte fælder, indfange insekterne og studere dem under mikroskop.

Men nu har forskere fra Københavns Universitet udviklet en kunstig intelligens, der ved hjælp af en infrarød sensor kan genkende og registrere det enkelte insekts vingeslag. Den kunstige intelligens bygger på såkaldt “unsupervised machine learning”, som selv kan sortere og gruppere insekterne ud fra deres art uden menneskelig hjælp.

Dermed kan den kunstige intelligens fortælle os, hvordan mangfoldigheden af arter er i et naturområde uden, at vi behøver fange dem og tælle dem op i hånden.

– Vores metode gør det langt nemmere at følge udviklingen i insektbestandene. De senere år har der været et kæmpe tab af insektbiomasse, men indtil vi med sikkerhed ved, hvorfor insekterne er i tilbagegang, er det svært at finde de rigtige løsninger. Og her kan vores metode bidrage med ny og vigtig viden, siger ph.d.-studerende Klas Rydhmer fra Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning, som har været med til at udvikle metoden.

Avanceret kunstig intelligens


Forskerne har allerede udviklet en algoritme, der i dag identificerer hvilke marker landmanden har skadedyr på. Men i stedet for at identificere insekter, der er skadedyr, har forskerne udviklet en ny algoritme, som ud fra sensorens målinger kan fortælle, hvor mange forskellige insekter, der er i et naturområde.

– Sensoren minder lidt om de vildtkameraer, som man kan bruge til at overvåge større dyrs færden i naturen. Men i stedet for at tage et foto registrerer sensoren insektet, der er fløjet ind i lyskilden. Algoritmen bruger derefter insektets vingeslag til at inddele det i den rigtige gruppe af arter, forklarer adjunkt Raghavendra Selvan fra Datalogisk Institut, som har stået i spidsen for at udvikle den kunstige intelligens i sensoren.

Algoritmen skelner imellem insekternes silhuet, når de har vingerne foldet ud, for her adskiller de sig mest fra hinanden. Derefter holder den silhuetten op mod en database over en masse forskellige insektarter, hvorefter den kan afgøre, hvilket insekt der mest sandsynligt er fløjet gennem lysstrålen.

Prototype ude til foråret


Og allerede dette forår, når insekterne for alvor dukker frem fra deres vinterhi, tager forskerne den første prototype i brug, som skal ud og indsamle insektdata i den virkelige verden.

Indtil nu har forskerne testet algoritmen og den kunstige intelligens i kontrollerede omgivelser i laboratoriet ved hjælp af en stor billeddatabase over insekter og nogle få data fra den virkelige verden. Og nu venter en afprøvning i den virkelig verden.

– Vi kommer til at teste sensoren i forskellige landskaber bl.a. hede, skove og landbrugsområder for at se, hvordan den virker ude i den virkelige verden. Men også for at fodre algoritmen med flere data, så den kan blive endnu mere præcis, siger Raghavendra Selvan.

Ifølge forskerne gør deres nye opfindelse det muligt at overvåge mange geografiske områder langt grundigere, end man tidligere har kunnet. Samtidig gør opfindelsen det mindre ressourcetungt at holde øje med insekterne, som udgør 80 procent af alle levende arter på Jorden.

– I dag har man ikke råd til at lave den overvågning, det kræver at danne sig et mere præcist overblik over, hvordan vores insekter egentlig har det. Men sensoren kræver bare, at mennesker placerer den et sted i naturen, hvorefter den selv begynder at indsamle data om de insekter, der lever i området, slutter Klas Rydhmer.

Fakta:

– Insekter er den største og mest diverse gruppe af arter på Jorden og udgør ca. 80 % af samtlige arter på kloden.
– Den kunstige intelligens er en såkaldt Variational Auto Encoder (VAE), som for første gang bruges til at optælle biodiversitet blandt insekter.
– Ved hjælp af et optisk signal fra en infrarød sensor kan algoritmen afkode de insekter, der flyver gennem lysstrålen.