Inicjatorem projektu jest zespół badawczy kierowany przez Sarę Beery z Massachusetts Institute of Technology (MIT), który opracował model AI zamieniający zdjęcia dwuwymiarowe w realistyczne modele 3D drzew. To umożliwia dokładne zrozumienie, jak korony drzew rosną i w jaki sposób ich gałęzie mogą wpływać na infrastrukturę miejską, np. linie energetyczne. „Dzięki modelowi możemy dokładnie przewidzieć, gdzie i kiedy drzewa będą rosły w sposób potencjalnie niebezpieczny dla infrastruktury” – wyjaśnia Beery.
Sztuczna inteligencja i Google Street View pomogą drzewom
System opracowany przez zespół MIT opiera się na przekształcaniu zdjęć z Google Street View w trójwymiarowe, symulowane modele drzew w miastach całej Ameryki Północnej. Projekt objął około 600 tysięcy drzew, od sosen po klony, co daje ogromne możliwości analizy różnych gatunków i ich wzorców wzrostu. Naukowcy wykorzystali obrazy ponad 300 różnych rodzajów drzew do przeszkolenia modelu AI, który po rozpoznaniu gatunku drzewa tworzy dokładny trójwymiarowy model z charakterystycznymi dla danego gatunku kątami rozgałęzień, kształtem pnia i koroną.
Dzięki temu naukowcy są w stanie symulować zmiany w wyglądzie i kondycji drzew na przestrzeni lat, z uwzględnieniem sezonowych zmian liści, innych drzew rosnących w sąsiedztwie, a także budynków i infrastruktury. Takie narzędzie może okazać się niezwykle przydatne w walce z problemami związanymi z miejskimi wyspami ciepła – efektami zwiększonej temperatury w obszarach miejskich, gdzie brak zieleni sprzyja nagrzewaniu się powierzchni.
Cyfrowe „bliźniaki” drzew i wyzwania technologiczne
Zespół MIT podkreśla, że technologia działa bardzo dobrze w przypadku popularnych gatunków drzew sadzonych w Ameryce Północnej, takich jak klony, topole czy sosny. Niemniej jednak, niektóre rodzaje drzew, np. palmy, stanowią wyzwanie ze względu na nietypową budowę liści – ich frondy często pozostają niewidoczne na zdjęciach z poziomu ulicy. Również drzewa o splątanych koronach sprawiają problemy z precyzyjnym oddzieleniem pojedynczych gałęzi i dokładnym odwzorowaniem modelu 3D.
Innym ograniczeniem jest fakt, że zdjęcia z Google Street View obejmują jedynie drzewa rosnące przy ulicach i w miejscach publicznych, co oznacza, że drzewa w prywatnych ogrodach czy parkach mogą zostać pominięte. Sophie Nitoslawski z kanadyjskiej firmy Telus, zajmującej się telekomunikacją i rozwojem technologii miejskich, podkreśla jednak, że nowe narzędzie może ograniczyć konieczność fizycznych inspekcji i usprawnić proces podejmowania decyzji dotyczących miejskich drzew. „Miejskie lasy odgrywają kluczową rolę w tworzeniu zrównoważonej, bardziej zdatnej do życia przestrzeni miejskiej” – dodaje Nitoslawski.
Tworzenie cyfrowych modeli drzew to krok naprzód nie tylko w zakresie zarządzania zielenią miejską, ale także w przygotowaniach do skutków zmian klimatycznych. W miarę ocieplania się klimatu, regiony, w których różne gatunki drzew mogą się rozwijać, będą się przesuwać. Jak zauważa Beery, drzewa, które obecnie dobrze rosną w Karolinie Północnej, za kilka dekad będą rozwijały się najlepiej w Nowym Jorku. Dzięki modelom AI miasta będą mogły planować przyszłe nasadzenia tak, by lepiej przystosować się do nowych warunków klimatycznych, jednocześnie dbając o różnorodność biologiczną.
Jesienny QUIZ. Tylko mistrz rozpozna wszystkie drzewa po liściach!
