Астро-экология: Спасение исчезающих животных с помощью программного обеспечения для звёзд
Совместный проект астрофизиков и экологов из Ливерпульского университета имени Джона Мурса (LJMU) помогает отслеживать редкие и исчезающие виды и бороться с браконьерством. Астрофизическое программное обеспечение и методы применяются к тепловизионным изображениям, полученным с дронов, для автоматического обнаружения и идентификации животных — даже ночью, когда происходит большая часть браконьерской деятельности. Дроны могут обследовать с воздуха большие территории со сложным рельефом, позволяя экологам получать доступ в труднодоступные районы и наблюдать за дикой природой, не беспокоя животных. Проект будет представлен Клэр Берк на Европейской неделе астрономии и космических наук (EWASS) в Ливерпуле во вторник, 3 апреля.
Берк объясняет: «С помощью тепловизоров мы можем легко видеть животных благодаря теплу их тела, днём и ночью, и даже когда они замаскированы в естественной среде. Поскольку животные и люди на тепловизионных кадрах "светятся" так же, как звёзды и галактики в космосе, мы смогли объединить технический опыт астрономов со знаниями экологов в области охраны природы, чтобы разработать систему для автоматического поиска животных или браконьеров».
Проект основан на алгоритмах машинного обучения и астрономических инструментах обнаружения, разработанных с использованием программного обеспечения с открытым исходным кодом Astropy. После первоначального пилотного проекта по тестированию концепции на инфракрасных кадрах с коровами и людьми, снятых дроном на ферме в Уиррале, команда LJMU работала с сафари-парком Ноусли и Честерским зоопарком, чтобы создать библиотеки изображений для обучения программы распознаванию различных типов животных в разных типах ландшафта и растительности. Теперь команда приступает к полевым испытаниям с исчезающими видами.
«Мы провели наши первые полевые испытания в Южной Африке в сентябре прошлого года, чтобы обнаружить речных кроликов, одних из самых исчезающих млекопитающих в мире. Кролики очень маленькие, поэтому мы запускали дрон довольно низко, на высоте 20 метров. Хотя это ограничивало площадь, которую мы могли охватить, нам удалось сделать пять обнаружений. Учитывая, что всего в мире было зафиксировано лишь около 1000 наблюдений речных кроликов, это был настоящий успех», — говорит Берк.
Команда разработала программное обеспечение, которое моделирует эффект блокировки тепла тела растительностью, позволяя обнаруживать животных, скрытых деревьями или листьями. Сейчас система дорабатывается и модернизируется, чтобы компенсировать влияние атмосферы, погоды и других факторов окружающей среды. Технические аспекты проекта будут представлены на EWASS Мэйзи Рашман в среду, 4 апреля.
«Влажность может быть проблемой, но самые большие трудности возникают, когда температура земли очень близка к температуре животного, которого мы пытаемся обнаружить», — комментирует Рашман.
В мае астро-экологи столкнутся со следующими полевыми задачами: поиск орангутанов в Малайзии и паукообразных обезьян в Мексике, а в июне — поиск речных дельфинов в Бразилии.
«Наша цель — создать систему, которой будет легко пользоваться защитникам природы и егерям в любой точке мира, что позволит легко отслеживать, находить и контролировать исчезающих животных, а также предотвращать браконьерство до того, как оно произойдёт», — говорит Берк.