والآن يوجه المتحف اهتمامه نحو المستقبل، ويكشف عن حدائق جديدة في شهر يوليو/تموز، كجزء أساسي من مشروع الطبيعة الحضرية. ويمثل المشروع استجابة المتحف الوطني للتاريخ الطبيعي للحاجة المتزايدة إلى مراقبة وتسجيل التغيرات التي تطرأ على الطبيعة الحضرية في المملكة المتحدة ودعم تعافيها في مواجهة التحديات مثل التلوث وتنمية الأراضي.
تعتزم مؤسسة التراث الوطني أن تصبح المنطقة المحيطة بمنزلها في ساوث كنسينجتون، والتي تبلغ مساحتها خمسة أفدنة، واحدة من أكثر المواقع الطبيعية الحضرية التي تمت دراستها بشكل مكثف في العالم. ولهذا الغرض، يعمل المتحف مع Amazon Web Services (AWS) لتوفير التكنولوجيا الخلفية لهذا العمل.
وقد أنشأ المتحف الوطني للتاريخ الطبيعي وAWS منصة سحابية جديدة للنظام البيئي للبيانات، والتي سيتم استخدامها لجمع وتبادل بيانات التنوع البيولوجي من مصادر مختلفة. وستستضيف الحدائق أيضًا شبكة من 25 جهاز استشعار علمي، والتي ستجمع البيانات البيئية والصوتية من جميع أنحاء الموقع، بما في ذلك أصوات البرك وأصوات الطيور وضوضاء المرور.
وسوف يغطي التسجيل البيولوجي مجالات بحثية مختلفة، بما في ذلك الملاحظات البصرية للحياة البرية، واستخراج الحمض النووي من عينات التربة والبرك، والتسجيلات الصوتية.
تعمل تقنيات AWS بشكل أساسي على جمع كل أنواع البيانات المختلفة في مكان واحد. يستخدم NHM Amazon DocumentDB وAmazon S3 لتخزين البيانات، بالإضافة إلى خدمة تكامل البيانات بدون خادم AWS Glue لاستيعاب البيانات في قواعد البيانات المركزية.
يحتوي كل نوع بيانات مختلف على خدمة مجهرية خاصة به، لذا فهناك خدمة مجهرية للحمض النووي البيئي، وأخرى للصوت وأخرى للملاحظات المرئية. ولكل من هذه الخدمات المجهرية قاعدة بيانات المستندات الأساسية الخاصة بها وS3.
قال جيسون هيل، مدير منتجات النظام البيئي للبيانات في NHM: “Glue هو منتج AWS لنقل البيانات. في كل مرة تريد فيها إنشاء مجموعة جديدة من البيانات ونقلها من A إلى B، فإن هذا يتطلب تطوير شيء لنقلها. إذا أردنا الجمع بين الحمض النووي البيئي والبيانات الصوتية، فيمكننا استخدام وظيفة Glue لقراءة هذين المصدرين المنفصلين للبيانات ووضعهما في نفس المكان”.
توجد واجهة أمامية أعلى هذه الخدمات المصغرة وطبقة الغراء، والتي يمكن للباحثين استخدامها للوصول إلى البيانات.
لن يعتمد المتحف على البيانات الجديدة فقط في هذا المشروع. فقد كان المتحف الوطني للتاريخ الطبيعي يراقب الحياة البرية في الحديقة منذ عام 1994 وسجل أكثر من 50 ألف ملاحظة بصرية للحياة البرية، حيث تم رؤية نوع معين وتحديده بدقة. وهذه البيانات جاهزة للاستيراد من منصة برنامج iRecord الحالية مباشرة إلى النظام البيئي للبيانات. ويمكن للمتحف الاستمرار في استخدام برنامج المراقبة البيولوجية هذا لتسجيل الملاحظات المستقبلية، والتي سيتم سحبها مباشرة إلى النظام البيئي للبيانات.
خطوة نحو التغيير
الفكرة وراء هذا المشروع هي أنه ينظر إلى التحديات والحلول الواقعية، بدلاً من أن يكون بمثابة عمل أكاديمي.
قال جون تويدل، رئيس مركز أنجيلا مارمونت للتنوع البيولوجي في المملكة المتحدة التابع للمتحف الوطني للتاريخ الطبيعي: “نعلم أن هناك حاجة ملحة ومتزايدة لفهم الطبيعة من حولنا، وكيف ولماذا تتغير. ونعلم أننا بحاجة إلى استخدام أساليب مختلفة لفهم الأنواع الموجودة في هذه الحديقة، مع وجود 3500 نوع خارج بابنا مباشرة”.
“الملاحظات البصرية، والحمض النووي البيئي [eDNA]”إن علم الأحياء الصوتي، والبيانات البيئية التي يمكننا جمعها، والتي ستدخل في النظام البيئي للبيانات، كلها بحاجة إلى أن تتجمع معًا لبناء تلك الصورة الشاملة لما هو موجود وكيف يتغير.”
بمجرد أن يجمع المتحف الوطني للتاريخ الطبيعي هذه المعلومات، يمكنه أن يبدأ في استكشاف السبب وراء ذلك – إذا كانت الأمور تتحسن، فهل تساعد الطريقة التي يتم بها إدارة المناظر الطبيعية أو تصميم المدينة في هذا التحسن؟ إذا كانت الأمور تتدهور، فما الذي يمكن فعله لإبطاء هذا التدهور وعكسه على أمل؟
يتطلب الوصول إلى هذه المرحلة كمية هائلة من البيانات من مصادر مختلفة، ولكن بدون أدوات مشتركة لتجميع البيانات وإنتاج مقاييس التنوع البيولوجي من مختلف أنواع البيانات، فمن الصعب الحصول على رؤى مفيدة.
وأضاف تويدل: “حتى هذه الشراكة، كان قطاع التنوع البيولوجي يضم أشخاصًا مختلفين متخصصين في أشياء مختلفة. كانت بياناتنا ستُحفظ في أماكن مختلفة، ربما على خوادم سحابية مختلفة، وربما على أجهزة الكمبيوتر المحمولة الخاصة بنا. لن يتم دمجها. ستكون في تنسيقات يمكننا تفسيرها بأنفسنا كأفراد، لكن هذا سيجعل من الصعب مشاركتها”.
يتيح لك نظام البيانات البيئي تجميع وتحليل كل هذه البيانات من هذه المصادر المختلفة لفهم الإجراءات التي يجب اتخاذها.
“ومن هنا تأتي الفوائد الحقيقية من هذا الأمر. يمكننا استخدام هذا لتطوير طرق سهلة لالتقاط البيانات ومشاركتها وتفسيرها بحيث يمكن للعديد من الأشخاص الآخرين استخدامها”، كما أضاف تويدل.
وقد يشمل ذلك الأشخاص الذين لديهم ممتلكاتهم الخاصة من الأراضي، أو الشركات، أو الجمعيات الخيرية للحفاظ على البيئة، أو مجموعات المجتمع المحلي، أو مديري المتنزهات.
افتتح متحف التاريخ الطبيعي حدائق تشكل جزءًا من مشروع الطبيعة الحضرية، حيث تعاون المتحف مع AWS لتتبع التغييرات في الطبيعة الحضرية
“نحن نعمل معهم للنظر في كيفية جمع هذه البيانات ومشاركتها مع نظامنا وكيف يمكننا مساعدتهم في تفسيرها. هناك الكثير من الإمكانات، ولكن يجب أن يكون لديك البنية التحتية الفنية مع الخبرة اللازمة لتجميعها معًا تحتها”، قال تويدل.
الآن بعد أن أصبحت الحدائق مفتوحة، أصبح المتحف الوطني للآثار مستعدًا لإرسال كميات هائلة من البيانات إلى النظام والتحقق من ثبات كل شيء. والخطوة التالية هي البدء في النظر في وضع طبقة تفسيرية أعلى النظام لتمكين المستخدمين من إدخال بياناتهم والحصول على بعض التفسيرات.
يستخدم NHM منصة التعلم الآلي AWS SageMaker لتمكين هذه الوظيفة، مع عمل خدمة المنتج المصغرة للبيانات كبرنامج خلفي، يتم تغذيته من خلال البيانات.
“نحن نعمل على بناء نظام يمكن لـ SageMaker من خلاله الاتصال بخدمة منتج البيانات. وهذا يتيح لنا الفصل الفعلي بين البيانات الخام التي يتم جمعها، وبالتالي البيانات الأولية التي يتم جلبها، مقابل البيانات التي نريد للمستخدمين استخدامها في أبحاثهم”، كما قال هيل. “لدينا هذه العملية التي تأخذ هذه البيانات الخام إلى منتجات البيانات والتي يمكن لـ SageMaker الوصول إليها بعد ذلك”.
وتتوقع إدارة المتحف الوطني للآثار أن تنتج كميات هائلة من البيانات من نظامها الجديد، حوالي 20 تيرابايت في العام الأول، ومعظم هذه البيانات تأتي من التسجيلات الصوتية. وسوف تقوم أجهزة الاستشعار الخمسة والعشرون المنتشرة في حدائق المتحف بتسجيل الصوت بشكل مستمر وكتابته في النظام البيئي للبيانات.
في حين يقتصر النظام حاليًا على الباحثين الداخليين داخل مركز بيانات المتحف الوطني للتاريخ الطبيعي، فإن المتحف الوطني للتاريخ الطبيعي يخطط على المدى البعيد لمشاركة البيانات مع قطاع التنوع البيولوجي الأوسع. لقد تحول هذا القطاع من فقير بالبيانات (ويفتقر إلى معلومات كافية عن الطبيعة لتحليل الأحداث واتخاذ الإجراءات) إلى غارق في البيانات – ولكن هذا يجلب تحدياته الخاصة، وفقًا لتويدل.
نحن نعلم أن هناك حاجة ملحة ومتزايدة لفهم الطبيعة من حولنا، وكيف ولماذا تتغير
جون تويدل، أنجيلا مارمونت، مركز التنوع البيولوجي في المملكة المتحدة في المتحف الوطني للتاريخ الطبيعي
وأضاف: “لقد وصلنا الآن إلى نقطة – مع أجهزة الاستشعار الصوتية والحمض النووي البيئي والتسجيل المرئي – حيث اقتربنا من غمر البيانات. ثم تأتي الأسئلة الكبرى حول كيفية التعامل مع هذه البيانات وتكثيفها ودمجها، وما الذي ينجح وما لا ينجح عندما تحاول دمج أنواع البيانات. تمنحنا هذه البنية الأساسية مع نظام البيانات البيئي الفرصة للتعمق حقًا في ذلك”.
وتأمل مؤسسة المتاحف الوطنية أن تلهم التكنولوجيا المتاحة كجزء من المشروع المزيد من الناس للتواصل مع الطبيعة. ويوجد في المملكة المتحدة ما بين 70 ألفًا و90 ألف متطوع يراقبون الحياة البرية بصريًا من حيث الصوتيات والحمض النووي البيئي، لكن هيل يقدر أن عدد الباحثين النشطين ربما لا يتجاوز 500 شخص.
“بمجرد أن تصبح هذه التقنيات متاحة بشكل أكبر، يمكنك أن تتخيل كمية البيانات التي سيتم توليدها. يمكنك حقًا تصور إمكانية التأثير مع تمكن مجموعة مجتمعية من تسجيل الصوت على هواتفها وتحميلها إلى نظام يخبرهم على الفور بالطائر الذي كان في التسجيل. أو إذا كان لديك مدرسة تأخذ عينة من بركة ويمكنها اكتشاف التنوع البيولوجي في موقعها.”
الهدف النهائي لمشروع الطبيعة الحضرية هو “إعطاء الناس في جميع أنحاء المملكة المتحدة الدافع والأدوات اللازمة لحماية الطبيعة في المدن والقرى“. كما هو الحال المملكة المتحدة هي واحدة من أكثر البلدان استنزافًا للطبيعةونأمل أن يؤدي الجمع بين ثروة البيانات والخبرة العلمية التي يمتلكها المتحف الوطني للتاريخ الطبيعي إلى جانب تكنولوجيا AWS إلى إحداث تحول في استعادة مساحاتنا البرية.
