อนิกา ปุริ อายุ 17 ปี ได้สร้างแบบจำลองการเรียนรู้ด้วยเครื่องที่วิเคราะห์รูปแบบการเคลื่อนไหวของมนุษย์และช้าง
เมื่อ Anika Puri ไปอินเดียกับครอบครัวเมื่อ 4 ปีที่แล้ว เธอรู้สึกประหลาดใจที่เจอตลาดแห่งหนึ่งในเมืองบอมเบย์ซึ่งเต็มไปด้วยเครื่องประดับและรูปปั้นงาช้างเรียงรายเป็นแถว การค้างาช้างทั่วโลกนั้นผิดกฎหมายมาเป็นเวลากว่า 30 ปีแล้ว และการล่าช้างเป็นสิ่งต้องห้ามในอินเดียตั้งแต่ปี 1970
“ฉันรู้สึกทึ่งมาก” เด็กวัย 17 ปีจากแชปปาควา นิวยอร์กเล่า “เพราะฉันคิดเสมอว่า ‘การลักลอบล่าสัตว์เป็นสิ่งผิดกฎหมาย ทำไมมันถึงยังเป็นปัญหาใหญ่อยู่ล่ะ’”
ด้วยความอยากรู้อยากเห็น Puri ได้ทำการวิจัยและค้นพบสถิติที่น่าตกใจ: ประชากรช้างป่าของแอฟริกาลดลงประมาณ62 เปอร์เซ็นต์ระหว่างปี 2545 ถึง พ.ศ. 2554 หลายปีต่อมา ตัวเลขยังคงลดลงอย่างต่อเนื่อง Puri ผู้รักสัตว์ป่าต้องการทำบางสิ่งเพื่อช่วยปกป้องสายพันธุ์และสัตว์อื่นๆ ที่ยังคงถูกคุกคามจากการรุกล้ำ
ปัจจุบันมีการใช้โดรนในการตรวจจับและจับภาพของนักล่า ซึ่งไม่ถูกต้องนักวัยรุ่นอธิบาย แต่หลังจากดูวิดีโอของช้างและมนุษย์แล้ว เธอได้เห็นความแตกต่างอย่างมากในวิธีที่พวกมันเคลื่อนที่—ความเร็ว รูปแบบการเลี้ยว และการเคลื่อนไหวอื่นๆ
“ฉันตระหนักว่าเราสามารถใช้ความแตกต่างระหว่างรูปแบบการเคลื่อนไหวทั้งสองนี้ เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการตรวจจับของผู้ลอบล่าสัตว์ได้อย่างแท้จริง” เธอกล่าว
ในช่วงสองปีที่ Puri ได้สร้าง ElSa (ย่อมาจากชื่อย่อของ Elephant savior) ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์ต้นแบบต้นทุนต่ำของซอฟต์แวร์ที่ขับเคลื่อนด้วยแมชชีนเลิร์นนิง ซึ่งจะวิเคราะห์รูปแบบการเคลื่อนไหวในวิดีโออินฟราเรดแบบใช้ความร้อนของมนุษย์และช้าง Puri กล่าวว่าซอฟต์แวร์นี้มีความแม่นยำมากกว่าวิธีการตรวจจับที่ล้ำสมัยถึงสี่เท่า นอกจากนี้ยังช่วยขจัดความจำเป็นในการใช้กล้องถ่ายภาพความร้อนความละเอียดสูงที่มีราคาแพง ซึ่งอาจมีราคาเป็นพันๆ ได้ เธอกล่าว ElSa ใช้กล้องถ่ายภาพความร้อน FLIR ONE Pro มูลค่า 250 เหรียญสหรัฐฯ ที่มีความละเอียด 206×156 พิกเซล ซึ่งเสียบเข้ากับ iPhone 6 ที่วางจำหน่ายแล้ว จากนั้นกล้องและ iPhone จะต่อเข้ากับโดรน และระบบจะสร้างการอนุมานแบบเรียลไทม์ขณะบินผ่านสวนสาธารณะ ว่าวัตถุด้านล่างเป็นคนหรือช้างPuri ส่งโครงการของเธอไปที่งานRegeneron International Science and Engineering Fair ในปีนี้ ซึ่งเป็นงานประกวด STEM ระดับนานาชาติระดับนานาชาติที่ใหญ่ที่สุดในโลก โดยผลงานของเธออยู่ในบริษัทของการออกแบบที่แปลกใหม่ของนักเรียนมัธยมปลายคนอื่นๆ สำหรับยานยนต์ ไฟฟ้า แขนหุ่นยนต์คัดแยกขยะอิเล็กทรอนิกส์และ หุ่นยนต์ปี นท่อ ความสามารถในการอธิบายงานวิจัยของเธอและผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อสังคมทำให้เธอได้รับรางวัลPeggy Scripps Award for Science Communicationและเธอยังได้รับรางวัลสูงสุดในประเภทการแข่งขันโลกและวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม
“มันวิเศษมากที่ได้เห็นเด็ก ๆ เหล่านี้มารวมกัน และเพื่อจุดประสงค์เดียวกัน—เพลิดเพลินกับวิทยาศาสตร์และการทำวิจัย” Puri กล่าว “ฉันรู้สึกเป็นเกียรติที่ได้อยู่บนเวทีนั้น”
Puri ได้เรียนรู้เกี่ยวกับความสามารถของปัญญาประดิษฐ์เป็นครั้งแรกหลังจากชั้นประถมศึกษาปีที่ 9 เมื่อเธอได้รับเลือกให้เข้าร่วมโปรแกรมภาคฤดูร้อนของ Stanford AI Lab
“ในตอนแรก ความกระตือรือร้นของฉันในด้านปัญญาประดิษฐ์นั้นมาจากความเป็นไปได้อันไร้ขีดจำกัดนี้เพื่อประโยชน์ทางสังคม” เธอกล่าว แต่ในไม่ช้าเธอก็ค้นพบว่าเนื่องจากข้อมูลถูกรวบรวมและวิเคราะห์โดยมนุษย์ ข้อมูลจึงมีอคติของมนุษย์ และด้วยเหตุนี้ AI ก็เช่นกัน
“มันมีความสามารถในการเสริมสร้างด้านที่เลวร้ายที่สุดในสังคมของเรา” เธอกล่าว “สิ่งที่ฉันตระหนักได้อย่างแท้จริงจากสิ่งนี้คือความสำคัญของผู้หญิง คนผิวสี ชนกลุ่มน้อยทุกประเภทในด้านเทคโนโลยี อยู่ในระดับแนวหน้าของเทคโนโลยีที่ก้าวล้ำเช่นนี้”
ประมาณหนึ่งปีต่อมา Puri ได้ก่อตั้งองค์กรไม่แสวงหากำไรชื่อmozAIrtซึ่งเป็นแรงบันดาลใจให้เด็กผู้หญิงและกลุ่มที่มีบทบาทด้อยโอกาสอื่นๆ เข้ามามีส่วนร่วมในวิทยาการคอมพิวเตอร์โดยใช้การผสมผสานระหว่างดนตรี ศิลปะ และ AI
ในการประชุม AI ที่เธอจัดเวิร์กช็อป Puri ได้พบกับElizabeth Bondi-Kellyนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ของ Harvard ที่ทำงานในโครงการอนุรักษ์สัตว์ป่าโดยใช้โดรนและแมชชีนเลิร์นนิง Bondi-Kelly ยังได้เริ่มต้นองค์กรไม่แสวงหากำไรที่เรียกว่าTry AIเพื่อเพิ่มความหลากหลายในด้านนี้
Puri ติดต่อกับนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เกี่ยวกับแนวคิดของเธอในการจับช้างลอบล่าสัตว์โดยใช้รูปแบบการเคลื่อนไหว และ Bondi-Kelly กลายเป็นที่ปรึกษาในโครงการนี้
ในการสร้างแบบจำลองของเธอ Puri ได้ค้นพบรูปแบบการเคลื่อนที่ของมนุษย์และช้างในครั้งแรกโดยใช้ชุดข้อมูล IR แบบเปรียบเทียบสำหรับการเฝ้าระวังทางอากาศ (BIRDSAI) ซึ่งเป็นชุดข้อมูลที่รวบรวมโดย Bondi-Kelly และเพื่อนร่วมงานของเธอโดยใช้กล้องอินฟราเรดความร้อนที่ติดตั้งกับอากาศยานไร้คนขับ ( UAV) ในพื้นที่คุ้มครองหลายแห่งในแอฟริกา เมื่อกลั่นกรองข้อมูล Puri ระบุอนุกรมเวลา 516 รายการที่ดึงมาจากวิดีโอที่จับคนหรือช้างในการเคลื่อนไหว
Puri ใช้อัลกอริธึมแมชชีนเลิร์นนิงเพื่อฝึกแบบจำลองเพื่อจำแนกร่างเป็นช้างหรือมนุษย์โดยพิจารณาจากความเร็ว ขนาดกลุ่ม รัศมีวงเลี้ยว จำนวนรอบ และรูปแบบอื่นๆ เธอใช้ 372 ซีรีส์—300 การเคลื่อนไหวของช้างและ 72 การเคลื่อนไหวของมนุษย์ ส่วนที่เหลืออีก 144 รายการถูกใช้เพื่อทดสอบแบบจำลองของเธอด้วยข้อมูลที่ไม่เคยเห็นมาก่อน เมื่อทดสอบกับชุดข้อมูล BIRDSAI โมเดลของเธอสามารถตรวจจับมนุษย์ได้อย่างแม่นยำกว่า 90 เปอร์เซ็นต์
ซอฟต์แวร์ของ Puri นั้น “ค่อนข้างน่ายกย่อง” Jasper Eikelboomนักนิเวศวิทยาจากมหาวิทยาลัย Wageningen ในเนเธอร์แลนด์ ซึ่งกำลังออกแบบระบบเพื่อตรวจจับผู้ลักลอบล่าสัตว์โดยใช้เครื่องติดตาม GPS ในสัตว์กล่าว “น่าทึ่งมากที่นักเรียนมัธยมปลายสามารถทำอะไรแบบนี้ได้” เขากล่าว “ไม่เพียงแต่การวิจัยและการวิเคราะห์เท่านั้น แต่ยัง…สามารถนำไปใช้ในต้นแบบได้”
Eikelboom เตือนว่าแบบจำลองของ Puri ยังคงต้องได้รับการทดสอบบนวิดีโอดิบเพื่อดูว่าสามารถตรวจจับผู้ลอบล่าสัตว์ได้ดีเพียงใด ความแม่นยำของแบบจำลองของ Puri ได้รับการทดสอบโดยใช้ตัวเลขที่กำหนดแล้วว่าเป็นคนหรือช้าง นอกจากนี้ เขายังกล่าวอีกว่า มีอุปสรรคอื่นๆ ในการใช้โดรนในสวนสาธารณะอยู่แล้ว เช่น เงินและกำลังคนเพื่อให้พวกมันบินได้
เขาตั้งข้อสังเกตว่า ElSa สามารถใช้ในวงกว้างสำหรับเป้าหมายการอนุรักษ์อื่น ๆ ไม่ใช่แค่เพื่อตรวจจับผู้ลอบล่าสัตว์เท่านั้น
“โดยทั่วไปแล้ว เราชอบที่จะติดตามสัตว์และดูว่าพวกมันกำลังทำอะไรอยู่ และมีผลกระทบต่อระบบนิเวศอย่างไร” เขากล่าว “และถ้าเราดู เช่น จากข้อมูลดาวเทียม เราจะพบรูปแบบการเคลื่อนที่ได้มากมาย แต่เราไม่รู้ว่าพวกมันคือสายพันธุ์อะไร ฉันคิดว่ามันฉลาดมากที่จะดูรูปแบบการเคลื่อนไหวเหล่านี้ด้วยตัวมันเอง แทนที่จะดูที่ภาพ—ที่พิกเซล—เพื่อกำหนดว่ามันเป็นสายพันธุ์ประเภทใด”
ในช่วงฤดูใบไม้ร่วง ปูริจะเข้าเรียนที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ ซึ่งเธอต้องการเรียนวิศวกรรมไฟฟ้าและวิทยาการคอมพิวเตอร์ เธอมีแผนที่จะขยายการวิจัยรูปแบบการเคลื่อนไหวของเธอไปสู่สัตว์ใกล้สูญพันธุ์อื่นๆ ต่อไปคือแรดเธอพูด และเธอต้องการเริ่มใช้งานซอฟต์แวร์ของเธอในอุทยานแห่งชาติในแอฟริกา รวมถึงอุทยานแห่งชาติครูเกอร์ของแอฟริกาใต้ ข้อจำกัดของโควิด-19 ทำให้แผนการบางส่วนของเธอล่าช้าในการเดินทางไปยังสวนสาธารณะเหล่านี้เพื่อให้โครงการเริ่มดำเนินการได้ แต่เธอหวังว่าจะสำรวจทางเลือกของเธอหลังจากที่เธอเริ่มเรียนในวิทยาลัย เนื่องจากโดรนมีอายุการใช้งานแบตเตอรี่เพียงไม่กี่ชั่วโมง เธอจึงกำลังสร้างอัลกอริธึมการวางแผนเส้นทางเพื่อให้แน่ใจว่ามีประสิทธิภาพสูงสุดในหลักสูตรการบินของโดรน
“การวิจัยไม่ใช่เส้นตรง” Puri กล่าว “นั่นทำให้ฉันมีไหวพริบมากขึ้น นอกจากนี้ยังช่วยให้ฉันพัฒนาเป็นนักคิดที่มีนวัตกรรมมากขึ้น คุณเรียนรู้ไปพร้อมกัน”
