AI wordt wild
Hoe werkt de natuur? Hoe functioneren ecosystemen en hoe reageren ecosystemen op veranderingen in het klimaat, in landgebruik, in stikstofneerslag? Er wordt heel veel data verzameld over de natuur. Niet alleen door professionele organisaties maar vooral ook door burgers met verstand van zaken, de citizen scientists. Wat voor rol is er voor AI weggelegd in de manier waarop we die data kunnen gebruiken om ecosystemen te begrijpen; wat is de rol van AI in de wilde wereld van de natuur?
Binnen ecosystemen zijn er vele, soms gecompliceerde, interacties van plant- en diersoorten, met elkaar en met hun omgeving. Dit soort interacties kunnen beschreven worden met netwerken van soorten die elkaar beïnvloeden. Bij het ontdekken hoe die netwerken in elkaar steken kan AI helpen. De tak van AI die deep learning genoemd wordt, kan uit een grote verzameling van datasets een netwerk destilleren. Maar dan moeten die data wel beschikbaar zijn. Dus niet alleen vindbaar, maar ook begrijpelijk en combineerbaar met andere datasets. Dat kan door data FAIR (findable, accessible, interoperable, reusable) te maken. Alleen dan kan AI een rol gaan spelen in het onderzoek naar ecosystemen.
Er zijn ook nog andere beren op de weg. Ecologische data worden vaak door veel verschillende organisaties verzameld. Het zijn relatief kleine datasets die niet volgens een standaard opgeslagen worden. Ze verschillen daarin van bijvoorbeeld satellietdata of genomische data. En er zitten vaak gaten in de dataverzameling, in de tijd of in de ruimte. Dat maakt het moeilijk om de data zomaar door AI te laten verwerken. We moeten toe naar een combinatie van de ecologische kennis van ecosystemen en AI. Die combinatie kunnen we ecological informed deep learning noemen.
En hoe moeten we ecologische kennis, data en modellen gaan combineren met de kracht van AI? Dat kunnen we doen door digitale tweelingen van ecosystemen te bouwen. We maken een digitale representatie van een fysiek object; niet van een stofzuiger of een gebouw, maar van een ecosysteem. Dat is wat we proberen te doen in de infrastructuur LTER-LIFE (www.lter-life.nl). Die digitale tweelingen kunnen we dan gebruiken om te begrijpen hoe ecosystemen functioneren maar ook om scenariostudies te doen: hoe gaan ecosystemen reageren op ingrepen die de maatschappij kan doen om ecosystemen gezonder te maken? Ecologie kan zich dus verder ontwikkelen als een voorspellende wetenschap met behulp van AI, maar dan moet AI wel wild worden!