Изучи, как фонд Kashmir World Foundation использует ИИ и YOLOv5 для сохранения дикой природы и борьбы с браконьерством.
.avif)
Фонд Kashmir World Foundation (KWF) был основан в Грейт-Фолс, штат Вирджиния, в 2008 году с миссией внедрения новейших технологий в борьбу за сохранение и защиту дикой природы в глобальном масштабе. KWF создает и эксплуатирует автономные беспилотные системы, которые поддерживают его усилия по сохранению природы и борьбе с браконьерством. В 2013 году KWF начал внедрять в свою деятельность искусственный интеллект.
По данным WWF, потеря среды обитания представляет наибольшую опасность для существования 85 % всех видов, занесенных в "Красную книгу", в которой виды классифицируются как находящиеся под угрозой исчезновения или опасности. В то же время спрос на браконьерски добытых диких животных для использования в традиционных лекарствах, деликатесах или в качестве экзотических домашних питомцев растет и, по некоторым данным, уже увеличился. Вместе потеря среды обитания и браконьерство угрожают глобальному биоразнообразию и оказывают катастрофическое воздействие на местные сообщества и окружающую среду.
Ссылаясь на сильное внутреннее сотрудничество, основатель и исполнительный директор Алия Пандольфи объясняет, что "студенты, академики, инженеры и ученые со всего мира готовы добровольно пожертвовать своим временем и опытом". KWF на 100% управляется волонтерами со всего мира. Благодаря их работе KWF добился больших успехов в защите исчезающих и многочисленных видов животных, таких как песчаные кошки в Катаре, морские черепахи в Коста-Рике и снежные барсы в Гималаях.
"Мы все делаем это, потому что любим животных, но что еще важнее, мы хотим использовать свои навыки, чтобы творить добро в мире и вносить позитивные изменения для этих видов, которые иначе могли бы не выжить".
Алия Пандольфи
Основатель и исполнительный директор фонда "Мир Кашмира
Во многих случаях природоохранникам крайне сложно добраться до мест, где происходит браконьерство. KWF приходится сталкиваться с четырьмя основными препятствиями в своей работе по сохранению природы в отдаленных уголках мира:
В прошлом специалисты по охране природы размещали в полевых условиях видеозаписывающие устройства, чтобы потом просмотреть отснятый материал. При наличии сотен и тысяч часов отснятого материала этот процесс зависит от зрителя, который должен скрупулезно выявлять и идентифицировать как виды животных, так и браконьеров. Из-за нехватки времени и человеческого фактора такой подход ставил природоохранников в невыгодное положение. Волонтеры из KWF знали, что им нужно быть лучше оснащенными, чтобы выступить против браконьеров и незаконной охоты.
Неизбежный прогресс технологий действует как обоюдоострый меч. Поскольку они продолжают становиться все более качественными и доступными, как защитники природы, так и плохие игроки могут получить в свои руки новейшие технологии. Чтобы оставаться конкурентоспособными, защитники природы должны быть готовы использовать мощь новейших технологий в своих интересах.
Пандольфи требовалось агрессивное решение в полевых условиях, которое обеспечивало бы KWF информацией в режиме реального времени. Ей требовалось решение, которое исключало бы человеческий фактор и противостояло четырем ключевым препятствиям, ведь она знала, что даже считанные секунды могут иметь значение в миссии по борьбе с браконьерством, а значит, информация в реальном времени может сыграть непосредственную роль в предотвращении гибели животного.
Взяв на вооружение творческий подход, Пандольфи задумалась о технологиях и ресурсах, необходимых для реализации проекта. Хотя большая часть необходимых ей технологий доступна в настоящее время, Пандольфи ожидает выхода аппаратного и программного обеспечения, которое должно стать доступным в ближайшем будущем. Возглавляя свою команду в KWF, она разрабатывает подходы, использующие дроны, искусственный интеллект и возможности GPS.
"В начале этого проекта было много сомнений со стороны сообщества. Мне говорили, что это безумие, это невозможно, ты не сможешь этого сделать, и технологии не существует, но я думал, что в долгосрочной перспективе компьютерные науки и возможности дронов должны развиваться и слиться воедино для этого проекта."
Размещая различные камеры и датчики в местах, подверженных риску, KWF получает данные с мест по всему миру, предоставляя им действенные сведения для принятия решений в доли секунды.
"Представь, что в определенном месте появились браконьеры, - говорит Пандольфи, - мы хотим иметь возможность следить за ними и предупреждать рейнджеров об их местоположении, чтобы они могли перехватить браконьеров и остановить их до того, как они убьют каких-либо животных"
Требуя обнаружения объектов в реальном времени, KWF нуждался в том, чтобы результаты работы модели были высокоточными и надежными. Взвешивая варианты, руководитель команды KWF A.I. Пандольфи, студент из Нидерландов Даан Эльтинк, сравнил производительность YOLOv4 и YOLOv5. На сайте YOLOv5 есть несколько отличительных моментов, которые заставили команду KWF выбрать именно его для своего проекта:
KWF опирается на команду волонтеров, инженеров и стажеров со всего мира, чтобы создавать технологии, необходимые для их природоохранной деятельности. Многие из стажеров - старшеклассники, некоторые из них имеют минимальный опыт или вообще не имеют опыта работы с YOLOv5. Пандольфи заметил, что даже те, кто имел минимальный опыт, смогли запустить YOLOv5 менее чем за три недели.
Кроме того, интеграция с платформой для отслеживания экспериментов сделала тонкую настройку моделей и наборов данных простой, что позволило KWF максимизировать производительность своих моделей YOLOv5 в полевых условиях.
"YOLOv5 был точным и помог нам спасти животных до того, как их убьют, что и было нашей конечной целью".
По словам Пандольфи, без YOLOv5 ее команда в KWF была бы разочарована. До внедрения функции обнаружения объектов проектам по сохранению природы не хватало оптимального количества данных.
В начале 2023 года KWF перенесет свою работу на Ultralytics YOLOv8новейшую версию семейства YOLO архитектуры искусственного зрения.
На данный момент KWF развертывает YOLOv5 для обнаружения объектов на датчиках в поле. Эти устройства отправляют данные биологам, которые затем могут анализировать информацию и создавать практические выводы. В следующем году KWF намерен обучить YOLOv5 работе с наборами данных, содержащими снимки с дронов, чтобы затем развернуть эти дроны в полевых условиях.
В мире существует семь различных видов морских черепах, и каждый из них считается находящимся под угрозой исчезновения. Откладывая яйца, самки морских черепах приходят на пляжи и роют гнезда в песке, куда затем откладывают яйца. Этот процесс может занять несколько часов, но, закончив его, самки морских черепах возвращаются в воду, оставляя яйца инкубироваться в песке в течение 55-65 дней. Когда матери уходят навсегда, у яиц остается мало средств защиты от браконьеров, хищников и природных стихий.
_(1).webp)
В прошлом подход специалистов по охране природы к отслеживанию морских черепах заключался в том, что они отмечали все места на пляже, где есть гнезда. Если угроза в этих местах высока, то природоохранники на время переносят гнезда в более безопасное место и выпускают черепашек в океан, как только они вылупятся.
Этот процесс может включать в себя ручную прогулку по пляжам, протяженность которых составляет 30 миль и более, и маркировку гнезд. Обеспечить достаточное количество рабочей силы для выполнения этого процесса каждый день оказалось непросто, особенно во время блокировки COVID-19.
Кроме того, маркировка гнезд морских черепах иногда оказывалась противодействующей. Мало того, что браконьеры могли искать гнезда, которые были помечены, так еще и свиньи могли узнать, что маркеры означают наличие поблизости гнезд морских черепах, что заставляло их поедать яйца.
В KWF увидели возможность улучшить этот процесс, сократив трудозатраты и заменив легко идентифицируемые маркеры. Установив автономные воздушные системы, использующие YOLOv5 для обнаружения, определения местоположения и определения характеристик гнезд морских черепах, биологи смогут получать информацию о гнездах морских черепах в режиме реального времени, включая их треки и географическое положение, что заменит необходимость биологам вручную обходить пляжи и помечать гнезда.
Густой белый мех снежных барсов с темными пятнистыми розетками позволяет им отлично маскироваться в гималайском ландшафте. В дикой природе они являются приматами, у которых нет естественных хищников. Однако из-за чрезвычайно высокого спроса на их мех и другие части тела в моде и традиционной медицине в сочетании с потерей и фрагментацией среды обитания, по оценкам, в дикой природе осталось всего от 4 000 до 6 500 снежных барсов.
Усилия по сохранению снежных барсов оказались крайне сложными из-за факторов, которые способствуют суровым условиям, в которых они обитают:
К тому же снежных барсов крайне редко можно встретить в дикой природе. В результате KWF разрабатывает автоматизированный подход к защите этих больших кошек, используя технологию дронов для их отслеживания и защиты. На данный момент технология беспилотников все еще находится в стадии разработки, чтобы они могли работать в условиях, необходимых для отслеживания снежных барсов, а это около 20 000-22 000 футов.
Как только технология станет доступной, KWF намерен использовать YOLOv5 в датчиках и на дронах, которые затем будут развернуты в Гималаях. В целях слежения эти датчики и дроны смогут обнаруживать отпечатки лап на снегу, которые обычно быстро сдувает ветром. Затем эта информация в режиме реального времени будет передаваться биологам и специалистам по охране природы.
Зайдите на сайт фонда "Мир Кашмира сайт и узнай, как ты можешь помочь внести свой вклад в их усилиях по сохранению природы по всему миру.
Начни свое путешествие с будущим машинного обучения
