Пушкинская Рослесозащита обратилась к искусственному интеллекту

31 янв

20:45 2024

Первый вопрос, который возникает, когда видишь новый корпоративный календарь Российского центра защиты леса – «А где у вас такое здание?». Ответ прост: здание находится на улице Надсоновской, 13 в городе Пушкино вот уже 25 лет, это центральный офис Рослесозащиты. Просто таким его увидели нейросети.

Так и хочется начать с шаблонной фразы: Нейросеть уверенно входит в нашу жизнь!.. Так когда-то писали про «мирный атом», про телевидение, про многое другое. Теперь вот искусственный интеллект, который не только входит, а уже и заменяет где-то мыслительную деятельность человека. Кстати, в этом году исполняется 80 лет, как возникла сама идея осуществить обмен информацией между цифровыми элементами вычислительной техники подобно тому, как передают друг другу сигналы нейроны человеческого мозга. Предложение исходило от исследователей университета города Чикаго в 1944 году.

Зачем же помощь нейросетей Рослесозащите? Тут ведь работа в лесах, с живыми, пусть и вредными организмами, всё, так сказать, натуральное. Даже профессиональный термин у них есть такой – натурные работы. За разъяснениями я обратилась к заместителю директора Татьяне Нарбутовских, курирующей направление взаимодействия с общественностью.

- Татьяна Васильевна, в календаре Рослесозащиты на 2024 год основные виды деятельности представлены по версии нейросети. Привлекло модное направление?

- Чуть-чуть подправлю и дополню: современное, молодое, перспективное. Наш коллектив постоянно пополняется новыми кадрами – выпускниками вузов, студентами магистратуры, которые продолжают учебу и уже начинают работать по специальности, поэтому надо соответствовать. Но на самом деле мысль изобразить таким футуристичным образом наш вклад в защиту и воспроизводство лесов возникла, как это обычно бывает, случайно.

Мы экспериментировали с запросами в нейросети с ключевыми словами «Оценка качества семян лесных растений» и получили картинку, которая удивила всех. Бородатые старцы в зеленых накидках с капюшонами таинственно перебирают что-то среднее между орехами и икрой. Причем, у некоторых шесть пальцев – видимо, нейросеть считает, что качество семян определяется именно их ощупыванием, и чем больше пальцев, тем эффективнее процесс оценки.

Первый вариант Оценки качества семян лесных растений

В дальнейшем сработал спортивный интерес, который стимулировал процесс детализации запросов в нейросеть, позволивший получить результаты более-менее соответствующие действительности, но в то же время, – яркие и креативные. Это и стало стимулом по принятию решения изобразить основные виды нашей деятельности по версии нейросети на страницах нового календаря. В чем-то поиронизировать, где-то увидеть образ будущего и просто поднять настроение нашим коллегам по отрасли, получившим календарь в подарок. Хотелось отойти от традиционного изображения пейзажей леса и его обитателей. Часто такой неожиданный шаг в сторону помогает увидеть многое со стороны и пересмотреть подходы в работе.

- Некоторые картинки не ассоциируются с созидательными процессами в лесу. Например, участники лесопатологического обследования в чем-то напоминают «черных копателей».

- Это говорит лишь о том, что нейросеть пока не доросла по понимания сути лесопатологического мониторинга и разнообразия его методов. И видимо искусственному интеллекту не под силу вообразить мощь наших российских лесов, поэтому на картинке аккуратные зеленые кочки, древостои больше напоминают городской парк, а лесопатологи, проводящие учет численности насекомых-вредителей в подстилке по зимующей фазе, в красивых фетровых шляпах. Именно их вы приняли за «копателей».
На самом деле, это очень интенсивная работа. Здесь требуется не только профильное образование, но и хорошая физическая подготовка, потому что работать приходится с лопатой, тут же считать, применять специальные формулы, уметь пользоваться планшетным компьютером. От результатов такого метода очень многое зависит. Например, подсчет среднего числа спрятавшихся на зимовку насекомых-вредителей или их личинок позволяет спрогнозировать, в каком количестве они появятся весной, и есть ли угроза массового размножения. Прогноз, в свою очередь, помогает заранее, по возможности, принять все меры, чтобы этого не произошло.

Государственный лесопатологический мониторинг

- В чем заключалась идея детализировать отдельные фрагменты на картинках?

- Например, по направлению инвентаризации очагов вредных организмов отдельные вставки включены для визуализации видов вредителей, с которыми мы работаем. Вот на стволе дерева инженер-лесопатолог отслеживает ходы короеда-типографа, а девушки-специалисты занимаются гусеницами непарного шелкопряда. Идет процесс уточнения границ лесных участков, где численность насекомых-вредителей значительно повышена.
По дистанционному мониторингу леса с использованием данных космических спутников, который является фундаментальным направлением с первых дней создания службы защиты леса (более 85-ти лет назад), продемонстрирована система сбора данных как с космических снимков среднего и высоко разрешения, так и с БПЛА.

Дело в том, что российские леса настолько обширны, особенно в Сибири, за Полярным кругом, что далеко не везде можно их обследовать обычным способом. А знать об их состоянии – необходимо! Для этого используются космические снимки среднего и высоко разрешения, а теперь еще и беспилотники. С их помощью можно за достаточно короткое время оценить профессиональным взглядом изменение состояния насаждений на огромной территории.
И хочется сразу уточнить, что у Рослесозащиты не конкретные действия по спасению леса, а только наблюдения за его состоянием, мониторинг. Мы собираем информацию, проводим анализ, сопоставляя с результатами наблюдений за предыдущие годы, на основании этого рекомендуем проведение тех или иных видов работ. Но непосредственно организацией и проведением в лесах мероприятий по их защите занимаются органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации, уполномоченные в области лесных отношений.

Инвентаризация очагов вредных организмов

- По каким еще моментам деятельности вы просили нейросеть выдать свою версию?

- На страницах календаря можно увидеть детей вместе с родителями, задействованных в процессе создания лесных культур в рамках традиционных акций Всероссийского масштаба. Кстати, дети у нас – частые гости в качестве экскурсантов и в центральном офисе, и в офисах филиалов. Наши лаборатории и рассказы специалистов нравятся даже самым маленьким посетителям. И все, как школьники, так и студенты, особенно любят разглядывать под микроскопом жука-короеда в отделе защиты леса и экспедиционных работ, а также рассматривать молекулу ДНК, выделенную из клетки дерева.

Воспроизводство лесов - посадка лесных культур

Озадачили нейросеть и участием нашего учреждения в реализации федерального проекта «Сохранение озера Байкал». На странице календаря можно увидеть сгенерированное изображение специализированной техники на берегу озера. Такие машины используются при проведении экспедиционных работ на труднодоступных территориях, чтобы обеспечивать лесопатологам автономную и безопасную полевую деятельность при масштабных обследованиях лесов.