Explora el uso que hace la Fundación Mundial Cachemira de la IA y YOLOv5 para la conservación de la vida salvaje y la lucha contra la caza furtiva.
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La Fundación Mundial Cachemira (KWF) se fundó en Great Falls, Virginia, en 2008 con la misión de aplicar la tecnología más avanzada en la lucha por conservar y proteger la vida salvaje a escala mundial. La KWF construye y opera sistemas autónomos no tripulados que apoyan sus esfuerzos de conservación y lucha contra la caza furtiva. En 2013, la KWF empezó a adoptar la inteligencia artificial en sus operaciones.
Según el WWF, la pérdida de hábitat supone el mayor peligro existencial para el 85% de todas las especies de la "Lista Roja", que clasifica a las especies en peligro o amenazadas. Al mismo tiempo, la demanda de animales salvajes cazados furtivamente para su uso en medicinas tradicionales, manjares o mascotas exóticas se cierne sobre ellos y , según los informes, ha aumentado. Juntos, la pérdida de hábitat y la caza furtiva amenazan la biodiversidad mundial y tienen efectos desastrosos en las comunidades locales y el medio ambiente.
Citando una fuerte colaboración interna, la fundadora y directora ejecutiva, Aliyah Pandolfi, explica que "estudiantes, académicos, ingenieros y científicos de todo el mundo están dispuestos a ofrecer voluntariamente su tiempo y experiencia". La KWF está dirigida al 100% por voluntarios de todo el mundo. Gracias a su trabajo, la KWF ha logrado grandes avances en la protección de numerosas especies amenazadas y en peligro de extinción, como los gatos de arena en Qatar, las tortugas marinas en Costa Rica y los leopardos de las nieves en el Himalaya.
"Todos lo hacemos porque amamos a los animales, pero lo más importante es que queremos utilizar nuestras habilidades para hacer el bien en el mundo y lograr un cambio positivo para estas especies que de otro modo no podrían sobrevivir".
Aliyah Pandolfi
Fundadora y Directora Ejecutiva de la Fundación Mundial Cachemira
En muchos casos, a los conservacionistas les resulta extremadamente difícil acceder a los lugares donde se produce la caza furtiva. La KWF debe enfrentarse a cuatro obstáculos clave en sus esfuerzos de conservación en rincones remotos del mundo:
En el pasado, los conservacionistas han colocado dispositivos de grabación de vídeo sobre el terreno con la intención de que la grabación se volviera a ver más tarde. Con cientos y miles de horas de grabación, este proceso depende de que el espectador detecte e identifique meticulosamente tanto a las especies animales como a los cazadores furtivos. Debido a la escasez de tiempo y a los errores humanos, este planteamiento resultó poner a los conservacionistas en desventaja. Los voluntarios de la KWF sabían que necesitaban estar mejor equipados para luchar contra los cazadores furtivos y la caza ilegal.
La inevitable progresión de la tecnología actúa como un arma de doble filo. A medida que aumenta su calidad y se hace más accesible, tanto los conservacionistas como los malos actores pueden hacerse con la última tecnología. Para seguir siendo competitivos, los conservacionistas deben estar preparados para aprovechar el poder de la tecnología más reciente y utilizarla en su beneficio.
Pandolfi necesitaba una solución agresiva sobre el terreno que proporcionara a la KWF información en tiempo real. Necesitaba una solución que eliminara el error humano y se enfrentara a los cuatro obstáculos clave, pues sabía que incluso una cuestión de segundos puede marcar la diferencia en una misión contra la caza furtiva, lo que significa que la información en tiempo real puede desempeñar un papel directo a la hora de evitar que se mate a un animal.
Con la creatividad de su lado, Pandolfi consideró la tecnología y los recursos necesarios para el proyecto. Aunque gran parte de la tecnología que necesita está disponible en la actualidad, Pandolfi se anticipa al lanzamiento de hardware y software que debería estar disponible en un futuro próximo. Dirige a su equipo en el KWF para desarrollar enfoques que utilicen drones, IA y capacidades GPS.
"Al principio de este proyecto, había muchas dudas por parte de la comunidad. Me decían que era una locura, que era imposible, que no se podía hacer y que la tecnología no existía, pero yo pensaba que, a largo plazo, la informática y las capacidades de los drones debían evolucionar y fusionarse para este proyecto."
Colocando diversas cámaras y sensores en lugares de riesgo, la KWF recibe datos de lugares de todo el mundo, lo que les proporciona información procesable para tomar decisiones en fracciones de segundo.
"Imagina que hay cazadores furtivos en un lugar concreto", dice Pandolfi, "queremos poder seguirlos y alertar a los guardas de su posición para que puedan interceptarlos y detenerlos antes de que maten a ningún animal".
Al requerir la detección de objetos en tiempo real, el KWF necesitaba que los resultados de su modelo fueran muy precisos y fiables. Al sopesar sus opciones, el jefe del equipo de Inteligencia Artificial del KWF de Pandolfi, Daan Eeltink, estudiante en Holanda, comparó las prestaciones de YOLOv4 y YOLOv5. Con YOLOv5, varios puntos de diferenciación llevaron al equipo del KWF a elegirlo para sus proyectos:
La KWF cuenta con un equipo de voluntarios, ingenieros y becarios de todo el mundo para construir la tecnología necesaria para sus esfuerzos de conservación. Muchos de los becarios son estudiantes de secundaria, algunos de los cuales tienen una experiencia mínima o nula con YOLOv5. Pandolfi vio que incluso los que tenían menos experiencia previa eran capaces de tener YOLOv5 funcionando en menos de tres semanas.
Además, la integración con una plataforma de seguimiento de experimentos facilitó el ajuste de los modelos y los conjuntos de datos, lo que permitió al KWF maximizar el rendimiento de sus modelos YOLOv5 sobre el terreno.
"YOLOv5 fue preciso y nos ayudó a salvar a los animales antes de que los mataran, que era nuestro objetivo final".
Sin YOLOv5, Pandolfi afirma que su equipo del KWF se sentiría frustrado. Antes de implementar la detección de objetos, los proyectos de conservación carecían de una cantidad óptima de datos.
A principios de 2023, el KWF transferirá su trabajo a Ultralytics YOLOv8la última versión de la familia YOLO de arquitecturas de IA de visión.
Actualmente, el KWF despliega YOLOv5 para la detección de objetos en sensores sobre el terreno. Estos dispositivos envían datos a los biólogos, que a continuación pueden analizar la información y crear perspectivas procesables. El año que viene, el KWF pretende entrenar a YOLOv5 en conjuntos de datos que contengan imágenes de drones, para luego desplegar estos drones sobre el terreno.
Hay siete especies diferentes de tortugas marinas en el mundo y cada una de ellas se considera en peligro de extinción. Para desovar, las tortugas marinas hembras llegan a las playas y excavan nidos en la arena, donde desovan. Este proceso puede durar varias horas, pero una vez terminado, las tortugas marinas hembra regresan al agua, dejando que sus huevos se incuben en la arena durante 55-65 días. Cuando las madres se marchan para siempre, los huevos quedan con pocas defensas frente a los cazadores furtivos, los depredadores y los elementos naturales.
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En el pasado, el planteamiento de los conservacionistas para el seguimiento de las tortugas marinas ha consistido en marcar todos los lugares de una playa donde hay nidos. Si las amenazas en estas zonas son elevadas, los conservacionistas reubicarán los nidos en un lugar más seguro mientras tanto, y liberarán a las tortugas en el océano una vez eclosionen.
Este proceso puede implicar recorrer manualmente playas de 50 km o más y marcar los nidos. Proporcionar una cantidad adecuada de mano de obra para llevar a cabo este proceso cada día ha demostrado ser difícil, especialmente durante los encierros COVID-19.
Además, marcar los nidos de tortuga marina a veces resultaba contraproducente. Los cazadores furtivos no sólo podían buscar los nidos que estaban marcados, sino que los cerdos también podían aprender que los marcadores significaban que había nidos de tortuga marina cerca, lo que les llevaba a comerse los huevos.
El KWF vio una oportunidad de mejora en este proceso, reduciendo el factor mano de obra y sustituyendo los marcadores fácilmente identificables. Mediante la instalación de sistemas aéreos autónomos que utilizan YOLOv5 para detectar, localizar y caracterizar los nidos de tortuga marina, los biólogos podrían recibir información en tiempo real sobre los nidos de tortuga marina, incluidos sus rastros y su ubicación geográfica, sustituyendo así la necesidad de que los biólogos recorrieran manualmente las playas y marcaran los nidos.
El espeso pelaje blanco de los leopardos de las nieves, con rosetas de manchas oscuras, les permite camuflarse perfectamente en el paisaje del Himalaya. En estado salvaje, son depredadores ápice sin depredadores naturales. Sin embargo, debido a la altísima demanda de su piel y otras partes de su cuerpo en la moda y la medicina tradicional, junto con la pérdida y fragmentación de su hábitat, se calcula que sólo quedan entre 4.000 y 6.500 leopardos de las nieves en estado salvaje.
Los esfuerzos de conservación de los leopardos de las nieves han resultado extremadamente difíciles debido a los factores que contribuyen al duro entorno en el que se encuentran:
Además, es extremadamente raro avistar leopardos de las nieves en libertad. Por ello, la KWF está desarrollando un enfoque automatizado para proteger a estos grandes felinos, utilizando tecnología de drones para rastrearlos y protegerlos. En este momento, la tecnología de los drones está aún en fase de desarrollo para que pueda llegar al punto en que las máquinas puedan funcionar en las condiciones necesarias para rastrear a los leopardos de las nieves, que es alrededor de 6.000 a 7.000 metros.
Una vez que la tecnología esté disponible, la KWF pretende utilizar YOLOv5 en los sensores y en los drones, que luego se desplegarán en el Himalaya. Con fines de seguimiento, estos sensores y drones podrán detectar huellas en la nieve, que suelen desaparecer rápidamente con el viento. Esta información en tiempo real se transmitirá a biólogos y conservacionistas.
Visita la Fundación Mundial de Cachemira sitio web y comprueba cómo puedes ayudar marcar la diferencia en sus esfuerzos de conservación en todo el mundo.
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