Nova evropska uredba o krčenju šuma (EUDR) ima za cilj da spreči da roba koja se prodaje u EU doprinese širenju krčenja šuma. Kada se neki proizvod od drveta unese na tržište EU, na primer, mora da postoji dokumentacija o tome koje vrste drveta su korišćene za njegovu proizvodnju, kao i dokaz o njihovom legalnom poreklu.
U zavisnosti od materijala, čak i početni pregled deklarisane vrste drveta nije lak zadatak. Papir, na primer, zahteva dugotrajan pregled od strane specijalista.
Sada se razvija novi analitički alat zasnovan na veštačkoj inteligenciji za određivanje vrsta drveta kako bi se ovaj proces pojednostavio i ubrzao. Istraživači sa Fraunhofer instituta za industrijsku matematiku ITVM blisko sarađuju sa Thunen institutom za istraživanje drveta na razvoju automatizovanog sistema za prepoznavanje slika za pregled deklaracija o vrsti drveta velikih razmera.
Nezakonita seča je jedna od posledica rastuće globalne potražnje za drvom. Uredba Evropske unije o drvetu (EUTR), prethodnica EUDR, stupila je na snagu još 2013. godine sa ciljem suzbijanja nezakonite upotrebe drveta.
Od tada se od komercijalnih preduzeća zahteva da dokumentuju vrste drveta koje se koriste u njihovim proizvodima i njihovo poreklo, čime se dokazuju legalno poreklo drveta koje se koristi u robi koju uvoze na tržište EU.
Isto važi i za proizvode od drveta kao što su iverice, vlaknaste ploče, papir i karton. Ali kako se bez sumnje mogu identifikovati vrste drveta koje se koriste u materijalima od vlakana?
Kako stvari trenutno stoje, odgovornost za ispitivanje proizvoda od drveta je na ljudima kao što su zaposleni u Thunen institutu, istraživačkom institutu u portfelju Federalnog ministarstva hrane i poljoprivrede (BMEL). Oni dobijaju brojne uzorke proizvoda od industrije i vladinih agencija kako bi mogli da provere vrste drveta koje se koriste — a brojevi su u porastu.
Uzorci se zatim šalju na stručnu analizu pod mikroskopom, što je izuzetno dugotrajan proces. Sa papirom i fiberboardom, ćelije drveta se odvajaju od materijala, farbaju i zatim pripremaju na toboganu. Ćelije se zatim mogu klasifikovati na osnovu njihovog izgleda kada se posmatraju kroz mikroskop.
Ali pošto je ovaj proces pripreme i pregleda toliko dugotrajan i sve više uzoraka dolazi na testiranje, stručnjaci mogu da obrađuju samo ograničen broj stručnih izveštaja.
Razvija se nova analitička alatka zasnovana na veštačkoj inteligenciji koja će pomoći u ovoj situaciji tako što će olakšati deo posla visokokvalifikovanim stručnjacima, ubrzati i automatizovati proces ispitivanja i omogućiti brze i efikasne kontrole.
Istraživači iz Fraunhofer ITVM i Thunen instituta za istraživanje drveta u Hamburgu udružili su se u projektu KI_Vood-ID, koristeći mašinsko učenje za razvoj novog automatizovanog sistema za prepoznavanje slika za identifikaciju vrsta drveta.
Prvo područje fokusa istraživača u projektu je tvrdo drvo, posebno ono koje potiče sa plantaža koje se uzgajaju širom sveta za proizvodnju celuloze. Veštačka inteligencija se može koristiti za određivanje vrste drveta na osnovu vaskularnog tkiva, koje varira u ćelijskoj strukturi, obliku i veličini.
Koristeći referentne preparate iz ogromne kolekcije uzoraka drveta Instituta Thunen, istraživači iz Fraunhofer ITVM obučavaju neuronske mreže dok AI ne bude u stanju da nezavisno identifikuje i klasifikuje karakteristične karakteristike određenih vrsta kako bi mogao da otkrije vrste drveta prisutne u mikroskopskom slika nepoznatog uzorka.
Obuka za svaku kategoriju, kao što su breza, bukva i topola, odvija se posebno. Na pojedinačnim slikama, analitički alat prvo označava ćelije koje su ključne za identifikaciju određenih vrsta drveta.
„Uzorak se smatra anomalnim ako sadrži karakteristike koje se ne poklapaju sa deklarisanim vrstama drveta“, kaže dr Henrike Stephani, menadžer projekta KI_Vood-ID i zamenik šefa odeljenja za obradu slike u Fraunhofer ITVM u Kajzerslauternu.
Sveobuhvatni cilj, kaže ona, je korišćenje veštačke inteligencije za jačanje legalne trgovine drvetom i posledično zaštitu potrošača. Ramin je jedna vrsta drveta koja je pod posebnom zaštitom. Ramin šume su ključno stanište za orangutane na mestima kao što je Borneo.
„Pre nekoliko godina, sečka ove vrste drveta poslata je Institutu Thunen na identifikaciju nakon što ih je Grinpis pokupio iz skladišta u fabrici celuloze u Aziji“, objašnjava Stefani. „Ako se ne samo drvo sa plantaža već i zaštićene ili ugrožene vrste poput ramina prerađuju u celulozu, a zatim u papir, cilj je da koristimo našu metodu da identifikujemo te ćelije u konačnom proizvodu i da smatramo proizvođače odgovornim.“
Početni prototip sistema za analizu je obučen na referentnim uzorcima do te mere da već može da identifikuje jedanaest vrsta tvrdog drveta. Sledeći korak će uključivati identifikaciju mekog drveta. Prototip, koji ima grafički korisnički interfejs (GUI), u početku je dostupan Institutu Thunen.
Dugoročno, alatka za prepoznavanje slika zasnovana na veštačkoj inteligenciji trebalo bi da bude uvedena kako bi podržala laboratorije za testiranje i vladine agencije širom sveta u praćenju međunarodne trgovine drvetom.
„Na kraju krajeva, seča šuma i ilegalna trgovina drvetom mogu se sprečiti samo na globalnom nivou, tako da se nadamo da će organizacije za testiranje koje su odobrene širom sveta moći da imaju koristi od našeg sistema u budućnosti“, kaže Stefani.
