Conservation de l’ordinateur : Lily Xu utilise l’intelligence artificielle pour arrêter le braconnage dans le monde

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Lily Xu. Crédit : Eliza Grinnell/Harvard SEAS

Lily Xu savait depuis son plus jeune âge à quel point l’environnement et la conservation étaient importants pour elle.

À 9 ans, elle avait déjà décidé de manger végétarien parce que, comme elle le disait, « je ne voulais pas blesser les animaux ».

Xu a grandi en croyant que ses passions seraient toujours séparées de son intérêt professionnel pour l’informatique. Puis elle est devenue étudiante diplômée au Teamcore Lab de Milind Tambe, et tout a changé.

Xu mène actuellement des recherches primées sur l’utilisation de l’apprentissage automatique et de l’intelligence artificielle pour aider les efforts de conservation et de lutte contre le braconnage dans le monde entier. Son récent article, « Apprentissage, optimisation et planification dans l’incertitude pour la conservation de la faune », a remporté le concours 2021 INFORMS Doing Good with Good OR Student Paper Competition.

“Dès nos premières conversations, il était clair que Lily était très passionnée par la durabilité, la conservation et l’environnement”, a déclaré Tambe, professeur Gordon McKay d’informatique à la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS ). “C’était aussi la raison pour laquelle nos longueurs d’onde correspondaient et j’ai fait tout mon possible pour la recruter et m’assurer qu’elle rejoigne mon groupe.”

Dans le Teamcore Lab, Xu a aidé à développer Protection Assistant for Wildlife Security (PAWS), un système d’intelligence artificielle qui s’interface avec une base de données utilisée par les gardes du parc pour enregistrer les observations de braconnage illégal et prédire quelles zones sont susceptibles d’être des points chauds de braconnage. Le système permet aux rangers de choisir plus facilement les meilleurs emplacements pour patrouiller.

Sanctuaire de faune de Lily Xu Srepok

Lily Xu pose à l’entrée de la réserve faunique de Srepok au Cambodge. Crédit : Lily Xu

En 2019, Xu et le Teamcore Lab se sont associés au Srepok Wildlife Sanctuary au Cambodge pour tester l’efficacité de PAWS. À l’époque, le sanctuaire ne comptait que 72 rangers pour patrouiller dans une zone légèrement plus grande que l’État de Rhode Island.

“Notre travail avec le Cambodge a été la collaboration la plus intensive avec un parc que nous ayons eu”, a déclaré Xu. « Nous avons eu plusieurs mois de réunions, et nos interactions avec eux et les commentaires qu’ils nous ont donnés sur le processus ont vraiment façonné la conception de nos algorithmes. »

Xu a joué un rôle de premier plan dans la mise en œuvre des tests sur le terrain du programme PAWS. Grâce à Tambe, Xu et ses camarades de laboratoire, les rangers de Srepok ont ​​considérablement augmenté le nombre de pièges de braconniers qu’ils ont retirés dans tout le sanctuaire.

« Lily a dirigé et fait passer PAWS d’un petit concept de recherche à un effort de recherche à impact mondial menant à la suppression de milliers de pièges mortels pour animaux, sauvant ainsi la faune en voie de disparition dans le monde », a déclaré Tambe. « Lily a dirigé un effort mondial qui a rendu le logiciel PAWS disponible dans le monde entier dans des centaines de parcs nationaux. Il s’agit d’un véritable impact mondial, visant à sauver la faune en voie de disparition dans le monde entier.

Lily Xu Patrols Sanctuaire de faune de Srepok

Lily Xu patrouille dans la réserve faunique de Srepok au Cambodge. Crédit : Lily Xu

Xu a toujours aimé la nature, mais n’en a pas beaucoup profité pendant son enfance dans la banlieue du Maryland à Washington, DC Une fois arrivée au Dartmouth College en tant qu’étudiante de premier cycle en 2014, elle a finalement pu s’immerger dans le plein air.

«Je suis allée faire de la randonnée et du camping pour la première fois dans le cadre de mon voyage d’orientation de première année, j’en suis tout simplement tombée amoureuse, puis j’ai passé autant de temps que possible à l’extérieur», a-t-elle déclaré. “Cela m’a rendu encore plus sensible à la valeur de l’environnement naturel et à quel point je tiens à faire ma part pour le préserver.”

Elle a finalement commencé à aider à organiser le voyage de première année de Dartmouth et a assumé des rôles de leadership avec le deuxième voyage et le club de canoë de l’école. Xu ne voulait pas seulement faire l’expérience de la nature, elle voulait que les autres s’en soucient aussi.

Cela s’est poursuivi à Harvard, où elle a encadré quatre étudiants depuis l’été 2020 et a fait partie de plusieurs équipes de mentorat.

« Je me soucie beaucoup du mentorat à tous les niveaux, qu’il s’agisse de sortir les gens de leur zone de confort, de les encourager à explorer le plein air et de se rendre compte que c’est un endroit pour eux », a déclaré Xu. « La communauté du plein air est traditionnellement riche et traditionnellement blanche. Je ne suis ni l’une ni l’autre de ces choses, et je veux vraiment encourager les autres et leur montrer que cela peut aussi être leur espace. De même, d’un point de vue informatique, c’est un domaine qui est traditionnellement dominé par les hommes, et surtout dans la recherche sur l’IA, ce sont traditionnellement les gens du monde occidental.

Les distinctions de Xu

Xu a publié plusieurs publications primées grâce à son travail sur PAWS. Un article présenté à la 35e Association pour l’avancement de l’intelligence artificielle, « Dual-Mandate Patrols: Multi-Armed Bandits for Green Security », a été nommé lauréat du prix du meilleur article parmi les six premiers articles sur près de 1 700 articles acceptés. , tandis qu’une autre publication, « Enhancing Poaching Predictions for Under-Resourced Wildlife Conservation Parks Using Remote Sensing Imagery », a remporté le prix du meilleur article sur la foudre lors de l’atelier Machine Learning for Development lors de la 34e conférence sur les systèmes de traitement de l’information neuronale en 2020.

Xu s’efforce de remédier à ces disparités en tant que membre de Mechanism Design for Social Good (MD4SG), une initiative de recherche multi-écoles et multidisciplinaire qui organise des groupes de travail et des séries de colloques pour répondre aux besoins des communautés mal desservies et marginalisées du monde entier. . Xu a rejoint MD4SG en 2020 en tant que co-organisateur du groupe de travail environnemental du groupe, et en mars dernier est devenu co-organisateur de l’ensemble de l’organisation.

« Je me suis dit : « Oh, cela ressemble à une opportunité phénoménale, car je ne connais pas vraiment une forte communauté de chercheurs en informatique qui travaillent sur les défis environnementaux, et j’aimerais aider à favoriser une communauté », a déclaré Xu. «Notre groupe de travail, par exemple, a vraiment pu faire venir des personnes du monde entier.»

“C’est fantastique de travailler avec elle dans tous ces domaines”, a déclaré Bryan Wilder, PhD ’21, ancien membre du laboratoire Teamcore et membre de l’équipe de direction MD4SG. “Elle a la combinaison d’être incroyablement engagée et énergique et de vraiment faire bouger les choses, tout en étant juste une personne gentille avec qui travailler.”

Pour Xu, la recherche ne se limite pas à la publication : il s’agit de nouer des relations et de favoriser l’engagement communautaire.

“Nous sommes des chercheurs qui n’essayons pas seulement d’obtenir vos ensembles de données, de publier un article puis de s’en aller”, a déclaré Xu. « Nous sommes là pour le long terme. Nous sommes déterminés. Nous voulons obtenir des résultats de conservation autant que nous voulons obtenir des publications académiques. »

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