Lintujen ääniä voidaan tunnistaa entistä luotettavammin tekoälyn avulla

Väitöskirjatutkija Patrik Lauha osoittaa tutkimuksessaan, että lintujen ääntentunnistusmalleja voidaan parantaa räätälöimällä malleja tiettyyn seurantatarkoitukseen soveltuvaksi. Tunnistusmallien hienosäätö ja sopeuttaminen paikallisiin olosuhteisiin parantavat tunnistusmallien tarkkuutta.

– Tutkimukseni tärkeä sivutuotos on ‘Muuttolintujen kevät’ -mobiilisovellus, jonka lintuja tunnistava tekoälymalli on kehittämäni. Sovelluksen suosio osoittaa, miten automaattisten äänentunnistusmallien avulla voidaan edistää laajamittaista kansalaistieteen avulla tapahtuvaa aineistonkeruuta, sanoo Lauha.

Automaatio ja tekoäly mullistavat lintujen seurannan

Monet lintulajit toimivat niin kutsuttuina indikaattorilajeina, joiden kannanmuutokset heijastavat elinympäristöjen tilaa laajemminkin. Viime vuosina automaattisilla äänityslaitteilla toteutetusta niin sanotusta passiivisesta monitoroinnista on tullut valtavirtaa biodiversiteetin ja linnuston seurannassa, koska laitteet ovat edullisia ja helppokäyttöisiä. Tutkijat toteuttavat passiivista seurantaa pääasiassa jättämällä automaattisia mikrofoneja metsään. Mikrofonit tallentavat ääniaineistoja ilman ihmisen läsnäoloa.

Passiivinen seuranta tuottaa suuria datamääriä, jopa useiden vuosien edestä äänityksiä, joten aineiston käsittelyyn tarvitaan automaattisia lajintunnistusmenetelmiä.

– Tavoitteeni oli parantaa olemassa olevia lintujen äänten tunnistusmalleja ja kehittää menetelmiä, jotka toimivat automaattisesti kerätyille ääniaineistoille, sanoo Lauha.

Uudet menetelmät mahdollistavat entistä parempien tunnistusmallien opettamisen eri alueille ja erilaisiin seurantatarkoituksiin. Entistä luotettavammat ja tarkemmat lajitunnistukset tarjoavat paremman pohjan äänityksiin pohjautuvaan lintujen seurantaan ja tutkimukseen.

Kansalaistiede tukee tieteellistä tutkimusta sovelluksen avulla

Tutkimuksessa kehitettyjen menetelmien pääasiallinen käyttäjäryhmä ovat eri puolilla maailmaa lintututkimusta tekevät ja ääniaineistoja keräävät tutkijat, mutta käytännön esimerkki tutkimustulosten soveltamisesta on myös mainittu Muuttolintujen kevät -mobiilisovellus, joka tuo ajankohtaisia tieteellisessä tutkimuksessa käytettyjä työkaluja kansalaisten käyttöön. Sovelluksella käyttäjät voivat äänittää lintuja ja saada äänityksilleen tekoälyn tuottamat lajitunnistukset.  Sovelluksen kautta kerätty aineisto tukee linnuston seurantaa ja tutkimusta Suomessa ja avaa uudenlaisia tutkimusmahdollisuuksia myös jatkossa. Lintuäänitysten avulla voidaan tutkia esimerkiksi lintujen esiintymistä, muuttokäyttäytymistä ja lauluaktiivisuutta. 

–  Kuten monella muullakin alalla, automaattisten tunnistusmallienkaan ei ole tarkoitus korvata asiantuntijoiden tekemää kartoitus- ja seurantatyötä, vaan edistää, helpottaa ja tehostaa heidän työtään, jotta pystymme seuraamaan elinympäristöjemme tilaa mahdollisimman luotettavasti ja tehokkaasti - mikä on meneillään olevan biodiversiteettikriisin järkyttämässä maailmassa elintärkeää, Lauha summaa.

Väitöskirja on tehty osana kansainvälistä Lifeplan-projektia, jossa kartoitetaan biodiversiteettiä ympäri maailmaa muun muassa äänitysten, riistakamerakuvien ja DNA-näytteiden avulla. 'Muuttolintujen kevät’ -sovellus on kehitetty yhteistyössä Jyväskylän yliopiston, Helsingin yliopiston, CSC:n ja Ylen kanssa.

Väitös:
FM Patrik Lauha väittelee 9.1.2026 kello 13 Helsingin yliopiston bio- ja ympäristötieteellisessä tiedekunnassa aiheesta "Improving bird sound classifiers for passive acoustic monitoring". Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Biokeskus 2, sali 1041, Viikinkaari 5. Vastaväittäjänä on Apulaisprofessori Aki Härmä, Maastricht University, ja kustoksena on Otso Ovaskainen. Väitöskirja on myös elektroninen julkaisu ja luettavissa Heldassa.