為了引起人們對(duì)野生動(dòng)物面臨生存威脅的關(guān)注，動(dòng)物保護(hù)組織Arribada的創(chuàng)始人戴維斯設(shè)計(jì)并制作了多款低成本的野生動(dòng)物觀察設(shè)備。

從可以喚醒并檢測動(dòng)物路過的自動(dòng)相機(jī)，到可以在特定動(dòng)物出現(xiàn)時(shí)發(fā)出警報(bào)的設(shè)備……他認(rèn)為設(shè)備成本不應(yīng)該成為幫助極度瀕危動(dòng)物的障礙。

挑戰(zhàn)

Arribada的第一個(gè)項(xiàng)目是監(jiān)測綠海龜，他們需要一套強(qiáng)大但成本不高的設(shè)備，可以在偏遠(yuǎn)的地方使用，而且不需要人為干預(yù)。這個(gè)設(shè)備將顯示漁業(yè)和人類活動(dòng)對(duì)綠海龜?shù)挠绊懀约盀檫@種瀕危物種引入什么樣的保護(hù)措施提供線索。

為了追蹤海龜，Arribada的解決方案需要能在海龜游動(dòng)的深度防水，以及能夠在沒有人為干預(yù)的情況下可靠運(yùn)行。它還需要既經(jīng)濟(jì)又易于被當(dāng)?shù)匮芯繄F(tuán)隊(duì)使用。

解決方案

最終的成品，將Raspberry Pi Zero和Raspberry Pi相機(jī)模塊封裝在了一個(gè)輕巧的防水外殼中。這可以無害地附著在海龜?shù)臍ど希愿櫵诤＠讼碌穆贸獭ＴO(shè)備將捕獲照片、視頻和位置信息。一旦信息收集完成，設(shè)備就會(huì)從海龜?shù)臍ど厦撾x。這樣既不影響海龜?shù)幕顒?dòng)，又可以拍下海龜們的行為。

其中的一個(gè)挑戰(zhàn)是，GPS定位只有在海龜浮出水面一段時(shí)間才有效。但在游動(dòng)中，海龜浮出水面的時(shí)間通常不到兩秒，根本來不及喚醒監(jiān)控設(shè)備以獲得三角定位，因此Arribada開發(fā)了自己的Horizon Assted-GPS，作為樹莓派Zero套件的關(guān)鍵部分，增強(qiáng)了定位能力。

戴維斯表示：“你可以想象在Raspberry Pi設(shè)備上為海龜運(yùn)行AI模型的好處，我們可以喚醒設(shè)備，捕獲場景，處理場景，我們甚至可以讓設(shè)備做出一些明智的選擇，這值得記錄嗎？回去睡覺還是留下來？”

除了做出“繼續(xù)監(jiān)控”或“進(jìn)入睡眠周期”的決定之外，使用 Raspberry Pi 還可以獲得機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)勢。比如下載新模型，訓(xùn)練模型，調(diào)整和審查視頻內(nèi)容。Arribada可以用很低的成本完成這一切，因?yàn)闃漭煞浅?shí)惠。

這種技術(shù)已經(jīng)讓Arribada成為一個(gè)成熟的研究合作伙伴，動(dòng)物保護(hù)組織對(duì)Edge ML表現(xiàn)出了“真正的興趣”。已經(jīng)不只在海龜身上使用它。

另外，有一些項(xiàng)目需要定制的解決方案。塞浦路斯的情況就是這樣，該國歷史最悠久的動(dòng)物保護(hù)機(jī)構(gòu) —— 海龜保護(hù)協(xié)會(huì)(SPoT)就熱衷于使用LoRa無線電通信來監(jiān)測捕魚活動(dòng)。

而Arribada基于船只的LoRaWAN網(wǎng)關(guān)可以提供當(dāng)?shù)夭遏~活動(dòng)的詳細(xì)信息，并報(bào)告該國沿海五個(gè)重要海龜繁殖地的任何潛在威脅。

塞浦路斯的通信法規(guī)要求SIM卡在使用四個(gè)月后進(jìn)行注冊，這使得在那里用蜂窩通信很麻煩，因此使用樹莓派4和樹莓派以太網(wǎng)供電帽來設(shè)置LoRaWAN。

這種設(shè)置也意味著船主不用為船上的跟蹤系統(tǒng)支付任何費(fèi)用。一根8米高的天線就能搞定一個(gè)強(qiáng)大的監(jiān)控系統(tǒng)，可以清晰地發(fā)現(xiàn)半徑15公里內(nèi)的任何漁船。

結(jié)果

Arribada用樹莓派收集的視頻理清了海龜?shù)臄?shù)量，并揭示了它們的筑巢地點(diǎn)。支持了在一年中的特定時(shí)間禁止進(jìn)入特定海灘和沿海區(qū)域的論點(diǎn) —— 這是對(duì)這種瀕危物種的重要保護(hù)。

以前，環(huán)保主義者需要的許多攝影工具都標(biāo)價(jià)很高，以至于研究項(xiàng)目要么變得不可行，要么最終在范圍上受到嚴(yán)重限制。高昂的費(fèi)用讓很多項(xiàng)目只能進(jìn)行一次監(jiān)測，而不是重復(fù)監(jiān)測以跟蹤一段時(shí)間的變化。

用不到50英鎊的樹莓派相機(jī)(帶有樹莓派Zero或Zero W)，而不是500英鎊的商業(yè)相機(jī)。意味著可以部署更多設(shè)備，覆蓋更大的范圍，從而提供更準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。在大多數(shù)情況下，3D打印的防水外殼是每個(gè)套件中最昂貴的元素。隨著最新樹莓派相機(jī)硬件的出現(xiàn)，Arribada能夠?qū)D像和視頻捕捉能力進(jìn)行巨大的改進(jìn)。

Arribada還贏得了企鵝觀察項(xiàng)目的肯定，這個(gè)項(xiàng)目監(jiān)測著世界不同地區(qū)的企鵝數(shù)量。Arribada由Python控制的樹莓派相機(jī)裝置比企鵝學(xué)家以前用的商用相機(jī)便宜至少三倍。費(fèi)用的減少意味著研究團(tuán)隊(duì)不用太過計(jì)較設(shè)備的放置地點(diǎn)，把設(shè)備留在原地進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測也更加放心。

這些硬件設(shè)備對(duì)溫度的適應(yīng)能力也令人印象深刻，在Arribada團(tuán)隊(duì)進(jìn)行維護(hù)之前，企鵝觀察相機(jī)在南極度過了三個(gè)冬天。他們能夠檢索到三年的照片，并發(fā)現(xiàn)樹莓派的設(shè)備每天都能可靠地拍攝并保存一張照片。這些照片直接促成了人們對(duì)氣候變化和企鵝棲息地喪失的思考和討論。

編輯：黃飛

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