אלגוריתם חדש שפותח על ידי חוקרים מהאוניברסיטה ומאוניברסיטת תל אביב הצליח בפעם הראשונה בעולם לזהות תנועה של עטלפים בעזרת מכ"מ. מהממצאים שפורסמו במחקר החדש בכתב העת Methods in Ecology and Evolution התברר כי גם העטלפים נודדים במהלך חודשי השנה וכי דפוסי הנדידה שלהם שונים באופן מהותי מאלה של ציפורים. בזכות האלגוריתם החדש, שפתוח כעת לחוקרים מכל העולם, ניתן יהיה לראשונה לנטר את תנועת העטלפים בקרבת טורבינות רוח ולפתח שיטות חדשות כדי להגן עליהם. "השימוש בטורבינות רוח בתחום האנרגיה המתחדשת ברחבי העולם ובישראל צובר תאוצה והיכולת להפעיל אותן בצורה ידידותית לסביבה מבוססת על ערכי סף לפגיעה מקסימלית בבעלי הכנף על ידי הטורבינות. אך עד עתה היה פער משמעותי בהבנה של עוצמת תנועת העטלפים בסמוך לטורבינות, מה שגרם למחסור בשיטות הרחקה יעילות ותמותה גבוהה של העטלפים. בזכות הפיתוח שלנו יוכלו כעת בכל העולם לעקוב ולנטר גם את תנועת העטלפים – וכך להציל רבים מהם", אמר הדוקטורנט יובל וורבר מהאוניברסיטה, שפיתח את האלגוריתם בהנחייתם של פרופ' ניר ספיר מהאוניברסיטה ופרופ' יוסי יובל מאוניברסיטת תל-אביב.

בשנים האחרונות השימוש במכ"ם לחקר בעלי חיים אוויריים צובר תאוצה. בעזרת המכ"ם ניתן לקבל נתונים של גודל בעל החיים המעופף, מהירות תעופה, דגם נפנוף הכנפיים ומבנה הגוף. נתונים אלה מאפשרים לחוקרים לבדוק סוגיות אקולוגיות בסיסיות בפירוט חסר תקדים, והם משמשים כנתוני חובה בפרויקטיי תשתיות ופיתוח שעלולים לפגוע בנתיבי תעופת בעלי כנף – החל מחוות טורבינות רוח ועד להקמת מגדלי מגורים.

אלא שעד כה, נתוני המכ"ם לא הצליחו להפריד בין ציפורים ועטלפים. בסופו של דבר, כדי לפתח אלגוריתם שיידע לזהות את בעל החיים, יש צורך בלימוד אנושי. כלומר, שבן אנוש יכניס נתונים לגבי כל תצפית ואף ייאשר שהמכ"ם אכן זיהה את בעל החיים. מכיוון שעטלפים עפים בעיקר בלילה ובגובה רבה, לא התאפשר עד כה לאסוף נתוני עטלפים מאומתים כדי לאמן אלגוריתם לזיהוי עטלפים. התוצאה: פרויקטיי תשתית רבים נבנו בלי להתייחס לעטלפים, מה שגם לתמותה רבה של העטלפים.

במחקר הנוכחי ביקשו פרופ' ניר ספיר והדוקטורנט יובל וורבר מהחוג לביולוגיה אבולוציונית וסביבתית באוניברסיטה יחד עם פרופ' יוסי יובל ותלמיד המחקר הדר סקסטין מבית הספר לזואולוגיה באוניברסיטת תל אביב לבנות אלגוריתם המבוסס על למידת מכונה שיכול לזהות עטלפים במערכות מכ"ם לחקר בעלי חיים אוויריים. כדי להתמודד עם האתגר שביצירת מסד נתוני עטלפים מאומתים לשלב למידת המכונה, השתמשו החוקרים במאגר מידע שנאסף ע"י רשת מכ"מי ציפורים שנפרסה לאורך מדינת ישראל מהחרמון ועד אילת לאורך שבע שנים. מאגר המידע כולל מעל 18,000,000 תצפיות בעלי חיים שזוהו ותועדו מגובה 50 מטר ועד 1,500 מטר מעל פני הקרקע ומהווה משאב מחקר ייחודי ברמה עולמית. בשלב הראשון במחקר החוקרים ניצלו את ההיכרות רבת השנים עם דפוסי הנדידה באזור עמק החולה ובודדו תקופה בשנה – השבועיים הראשונים של חודש יוני – בה אין פעילות לילית של ציפורים נודדות מעל אגמון החולה – כלומר, כל תצפית לילית שאינה חרק בזמן זה היא בסבירות גבוהה של עטלף. בשלב השני, תצפיות העטלפים המשוערות בודדו על בסיס זמני פעילות, ביומכניקה של תנועת כנפיים וגודל בעל החיים. בזכות שני השלבים הראשונים, הצליחו החוקרים לפתח אלגוריתם שיודע להבחין בין ציפורים לעטלפים. לאחר פיתוח האלגוריתם נערכו סדרות תיקוף שונות לאלגוריתם ונמצא כי הוא מגיע לרמות דיוק של מעל 90%. "בעזרת האלגוריתם שפיתחנו יצרנו בסיס נתונים ייחודי בעולם של כ-60,000 תצפיות של עטלפים במידע שנאסף לאורך כל השנה", אמרו החוקרים.

בעזרת מסד הנתונים יוצאי הדופן, נמצא כי נדידת העטלפים מהווה כ- 10-15% מהיקף נדידת ציפורי השיר בישראל וכן שנדידת העטלפים שונה במאפייניה מנדידת הציפורים –  נדידת העטלפים מתחילה מאוחר יותר ביחס לנדידת הציפורים בשתי עונות הנדידה ובעוד שציפורי שיר נודדים בעיקר בטווח גבהים של בין 100 מטרים ל-1000 מטר מעל פני הקרקע, העטלפים עפים בעיקר בטווח גבהים קטן הרבה יותר, בין 200 מטר ל-600 מטר.

"מיליוני עטלפים מתים בכל שנה ברחבי העולם כתוצאה מפעילות טורבינות רוח שמטרתן להפיק חשמל בצורה שאיננה מזהמת. אך גם למקורות יצור אנרגיה לא מזהמים יש השלכות סביבתיות שיכולות להיות חמורות. במקרה הזה, ידוע ממחקרים שונים בעולם שבחלק מהחוות מתים יותר מפי עשרה עטלפים מאשר ציפורים. בזכות האלגוריתם שפיתחנו ניתן יהיה לנטר את תנועת העטלפים בסביבות טורבינות הרוח ולהגן עליהם כפי שמגינים על ציפורים", אמר תלמיד המחקר וורבר.

"יישום האלגוריתם שפיתחנו על נתוני מכ"ם מאתרים נוספים בעולם צפוי לייצר מסד נתונים עולמי של תנועת העטלפים ובכך לאפשר לחקור את הגורמים הסביבתיים שמשפיעים על עטלפים וזאת לצורך הבנה מעמיקה של התנהגותם ושל השפעות אפשרויות של שינויי אקלים על אוכלוסיות רבות של עטלפים ברחבי העולם", סיכמו החוקרים.

צילום: Jens Rydell