Smarta kameror – ett verktyg för bevarandebiologi

Många av Afrikas stora djur som noshörning, elefant, buffel och lejon minskar snabbt i antal, främst på grund av tjuvjakt. Men med hjälp av maskininlärning och smarta kameror ska djuren lättare kunna övervakas i naturreservat. Bakom tekniken står forskare och studenter vid Linköpings universitet.

Amanda Tydén och Sara Olsson. Amanda Tydén och Sara Olsson har utvecklat en igenkänningsalgoritm under exjobbet på civilingenjörsprogrammet i medieteknik vid Linköpings universitet. Algoritmen har testats på Kolmårdens djurpark utanför Norrköping. Privat

På den svarta marknaden är noshörningshorn dyrare än guld och efterfrågan är stor. Inom traditionell östasiatisk medicin sägs hornet kunna bota allt från vanliga förkylningar och magbesvär till cancer, trots att hornet till största delen består av keratin – samma material som i naglar. Tjuvjakten på noshörning driver en mångmiljardindustri. Under de senaste hundra åren har antalet noshörningar i Afrika minskat drastiskt och båda arter som finns på kontinenten – spetsnoshörning och trubbnoshörning – är akut utrotningshotade. Många andra afrikanska djur följer dessutom samma dystra mönster på grund av tjuvjakt.

Fredrik Gustafsson är professor i sensorinformatik vid Linköpings universitet och leder ett projekt där målet är att kunna övervaka djur i afrikanska naturreservat med hjälp av bland annat sensorer, kameror och maskininlärning.

– Parkvakterna i reservaten behöver kunna övervaka djurens välbefinnande på savannen. Som det ser ut i dag krävs mycket manuellt arbete på alldeles för få parkvakter för att se efter djuren. Fredrik Gustafsson.Fredrik Gustafsson, professor i sensorinformatik, på den Kenyanska savannen. Foto Fredrik GustafssonDessutom är det ett väldigt riskfyllt jobb. Om vi automatiserar delar av övervakningen kan parkvakternas arbete effektiviseras och göras säkrare, säger Fredrik Gustafsson.

Maskininlärning

För att övervaka djuren kommer bland annat så kallade åtelkameror användas och placeras ut på savannen där djur ofta rör sig, till exempel vid vattenhål. Kamerorna aktiveras av rörelse och är trådlöst kopplade till en server där en programvara identifierar djuren. Bakom programvaran står Sara Olsson och Amanda Tydén som tog fram en igenkänningsalgoritm under exjobbet på civilingenjörsprogrammet i medieteknik vid Linköpings universitet.

– Vi använde maskininlärning för att algoritmen ska kunna identifiera de olika djuren samt människor. Som träningsmaterial samlade vi en stor mängd bilder på bland annat noshörningar, elefanter och stora kattdjur. I dagsläget kan vår modell kan se skillnad på sju djurarter, människor, och även följa rörelsen för individer i en bildsekvens för att separera unika observationer, säger Sara Olsson.

Programvaran har även testats på verkliga noshörningar i Kolmårdens djurpark utanför Norrköping vilket gav många värdefulla insikter. Amanda Tydén tycker att det har varit givande att jobba med ett problem från ax till limpa:

– Vi har testat flera varianter på systemet, exempelvis med olika hårdvara och kameror. Det blir snabbt tydligt att sådant som fungerar utmärkt i labbmiljö har sina utmaningar i verkligheten. Åtelkamera monterad i träd.En av åtelkamerorna monterad i ett träd. Foto Fredrik GustafssonHur hanterar vi exempelvis tappad nätverksanslutning och hur håller vi mjukvaran så beräkningssnål som möjligt för att klara sig länge på solceller, säger hon.

Stoppa tjuvjakt

Nästa steg i projektet är att sprida tekniken till fler parker i Kenya för att kunna hindra utrotningen av många stora djur i tid. Dessutom pågår ett nytt projekt med ex-jobbare som vidareutvecklar algoritmen för att även kunna identifiera tjuvskyttar på savannen. Förhoppningen är att åtelkamerorna ska kunna bli en naturlig del av parkvakternas vardag och att tjuvjakten ska minska.

– Den här forskningen bidrar direkt till mål 15 i de globala målen – bevarande av biologisk mångfald. Om vi lyckas kan vi bidra till att bevara djur och natur till kommande generationer, säger Fredrik Gustafsson.

I projektet har främst Kolmårdens djurpark och konsultföretaget HiQ deltagit som partners.

Läs mer om bevarandeprojektet på smartsavannahs.org.

KontaktVisa/dölj innehåll

Fler nyheterVisa/dölj innehåll

ForskningVisa/dölj innehåll

Senaste nytt från LiUVisa/dölj innehåll