Нейросеть помогает обнаруживать выстрелы от незаконного браконьерства в тропических лесах
Браконьерство остается серьезной проблемой для охраны природы. Технологический прогресс позволил развернуть сети акустических сенсоров в тропических лесах, создав возможность получения оповещений в реальном времени о звуках выстрелов.
Однако тропический лес очень шумный, и сортировка постоянного потока звуковых данных требует больших вычислительных ресурсов. Детекторы могут отличить громкий хлопок от свистов, щебетания и стрекотания птиц и насекомых. Однако они часто путают звуки трескающихся ветвей, падающих деревьев или капель воды с шумом выстрелов, что приводит к высокому проценту ложных срабатываний.
Разработка более умной системы обнаружения
Навин Дхар и его коллеги из Центра биоакустики сохранения K. Lisa Yang и проекта Elephant Listening Project Корнеллского университета поставили цель разработать легкую нейросеть для обнаружения выстрелов, которая может работать вместе с сенсорами и обрабатывать сигналы в реальном времени, чтобы минимизировать ложные срабатывания.
Модель была представлена на Шестом совместном собрании Акустического общества Америки и Акустического общества Японии, проходившем с 1 по 5 декабря в Гонолулу, Гавайи.
Модель работает с автономными записывающими устройствами (ARU) — энергоэффективными микрофонами, которые непрерывно записывают долгосрочные звуковые ландшафты. Предлагаемая система использует сеть ARU, развернутых по лесу, каждый из которых выполняет обнаружение в реальном времени, и центральный узел, который обрабатывает более сложные данные.
Как работает процесс обнаружения
Первоначальное сканирование фильтрует весь аудиопоток на предмет сигналов, «похожих на выстрел», и отправляет их в микропроцессор ARU, где находится легкая модель обнаружения выстрелов. Если микропроцессор подтверждает выстрел, ARU передает информацию в центральный узел, инициируя сбор данных с других устройств в сети.
Определяя, слышат ли другие сенсоры также шум, «похожий на выстрел», центральный узел решает, было ли событие истинным выстрелом или потенциальным ложным срабатыванием. Если он определяет истинное срабатывание, центральный узел собирает аудиофайлы с каждого сенсора, что позволяет ему определить местоположение выстрела и оповестить рейнджеров с координатами для немедленного вмешательства.
Планы на будущее и более широкое применение
«В перспективе устройство может использоваться как инструмент для рейнджеров и менеджеров по охране природы, предоставляя точные и проверяемые оповещения для вмешательства на месте, а также данные с низкой задержкой о пространственно-временных тенденциях активности браконьеров», — сказал Дхар.
Он планирует расширить модель для определения типа оружия по каждому выстрелу и обнаружения других антропогенных активностей, таких как бензопилы или грузовики, прежде чем проводить полевые испытания системы, которая в настоящее время находится в разработке.
«Я надеюсь, что устройство сможет объединиться с инновациями в инфраструктуре Интернета вещей и снижением стоимости материалов, чтобы создать недорогую, открытую платформу для обнаружения в реальном времени, пригодную для использования в любой части земного шара», — сказал Дхар.