Protéger la biodiversité : Le succès de la Kashmir World Foundation avec Ultralytics YOLOv5 et YOLOv8

Combattre le problème du braconnage

Dans de nombreux cas, il est extrêmement difficile pour les défenseurs de l'environnement d'accéder aux lieux où le braconnage est pratiqué. Le KWF doit faire face à quatre obstacles majeurs dans ses efforts de conservation dans les coins les plus reculés du monde :

• Des conditions météorologiques dangereuses
• Facteurs sociopolitiques imprévisibles
• Un terrain qui ne pardonne pas
• Manque de ressources pour envoyer des personnes dans ces zones à tout moment

Dans le passé, les défenseurs de l'environnement ont placé des dispositifs d'enregistrement vidéo sur le terrain afin que les séquences soient visionnées ultérieurement. Avec des centaines et des milliers d'heures d'enregistrement, ce processus repose sur la capacité du spectateur à détecter et à identifier méticuleusement les espèces animales et les braconniers. En raison des contraintes de temps et des erreurs humaines, cette approche s'est avérée désavantageuse pour les défenseurs de l'environnement. Les bénévoles du KWF savaient qu'ils devaient être mieux équipés pour s'opposer aux braconniers et à la chasse illégale.

La progression inévitable de la technologie est une arme à double tranchant. La qualité et l'accessibilité de la technologie ne cessant de s'améliorer, les défenseurs de l'environnement comme les mauvais acteurs peuvent mettre la main sur les technologies les plus récentes. Pour rester compétitifs, les défenseurs de l'environnement doivent être prêts à exploiter la puissance des technologies les plus récentes à leur avantage.

La voie de la créativité

Mme Pandolfi avait besoin d'une solution agressive sur le terrain qui fournisse à la KWF des informations en temps réel. Elle avait besoin d'une solution qui élimine l'erreur humaine et qui s'attaque aux quatre principaux obstacles. Elle savait que même quelques secondes peuvent faire la différence dans une mission de lutte contre le braconnage, ce qui signifie que les informations en temps réel peuvent jouer un rôle direct dans la prévention de l'abattage d'un animal.

La créativité aidant, Mme Pandolfi s'est penchée sur la technologie et les ressources nécessaires au projet. Si une grande partie de la technologie dont elle a besoin est disponible aujourd'hui, Mme Pandolfi anticipe la mise sur le marché de matériel et de logiciels qui devraient être disponibles dans un avenir proche. Elle dirige son équipe au KWF pour développer des approches utilisant les drones, l'intelligence artificielle et les capacités GPS.

"Au début de ce projet, la communauté a émis de nombreux doutes. On m'a dit que c'était fou, que c'était impossible, qu'on ne pouvait pas le faire et que la technologie n'existait pas, mais je pensais qu'à long terme, l'informatique et les capacités des drones devaient évoluer et fusionner pour ce projet."

En plaçant une série de caméras et de capteurs dans les endroits à risque, le KWF reçoit des données provenant d'endroits du monde entier, ce qui lui permet de prendre des décisions en une fraction de seconde.

"Imaginons que des braconniers se trouvent à un endroit précis, explique M. Pandolfi. Nous voulons être en mesure de les suivre et d'alerter les gardes forestiers de leur position afin qu'ils puissent les intercepter et les arrêter avant qu'ils ne tuent des animaux.

Pourquoi YOLOv5 ?

La KWF avait besoin d'une détection d'objets en temps réel, et les résultats de leur modèle devaient être extrêmement précis et fiables. Pour évaluer ses options, le chef de l'équipe d'intelligence artificielle du KWF, Daan Eeltink, étudiant aux Pays-Bas, a comparé les performances de YOLOv4 et de YOLOv5. Plusieurs points de différenciation ont conduit l'équipe du KWF à choisir YOLOv5 pour ses projets :

• Les modèles YOLOv5 ont nécessité une formation avec moins d'images.
• Son aspect "open-source" a rendu la technologie très accessible à l'équipe de KWF.
• La courbe d'apprentissage de YOLOv5 n'a pas été très prononcée.

Le KWF s'appuie sur une équipe de bénévoles, d'ingénieurs et de stagiaires du monde entier pour construire la technologie nécessaire à ses efforts de conservation. La plupart des stagiaires sont des lycéens, dont certains n'ont que peu ou pas d'expérience avec YOLOv5. M. Pandolfi a constaté que même ceux qui avaient le moins d'expérience étaient capables de mettre en place YOLOv5 et de le faire fonctionner en moins de trois semaines.

En outre, l'intégration avec une plateforme de suivi des expériences a facilité l'ajustement des modèles et des ensembles de données, ce qui a permis au KWF de maximiser les performances de ses modèles YOLOv5 sur le terrain.

"YOLOv5 était précis et nous a aidés à sauver les animaux avant qu'ils ne soient tués, ce qui était notre objectif ultime.

Sans YOLOv5, Mme Pandolfi affirme que son équipe au KWF serait frustrée. Avant de mettre en œuvre la détection d'objets, les projets de conservation ne disposaient pas d'une quantité optimale de données.

Au début de l'année 2023, le KWF transfèrera son travail à YOLOv5 et à YOLOv8 d'Ultralytics. Ultralytics YOLOv8la dernière version de la famille YOLO d'architectures d'IA de vision.

Déploiement de YOLOv5

Actuellement, le KWF déploie YOLOv5 pour la détection d'objets sur des capteurs sur le terrain. Ces appareils envoient des données aux biologistes qui sont alors en mesure d'analyser les informations et d'en tirer des conclusions utiles. Au cours de l'année à venir, le KWF a pour objectif d'entraîner YOLOv5 sur des ensembles de données contenant des images de drones, pour ensuite déployer ces drones sur le terrain.

Projets de conservation

Tortues de mer

Il existe sept espèces différentes de tortues de mer dans le monde et chacune d'entre elles est considérée comme menacée. Lorsqu'elles pondent, les tortues de mer femelles viennent sur les plages et creusent des nids dans le sable où elles déposent leurs œufs. Ce processus peut prendre plusieurs heures, mais une fois terminé, les tortues de mer femelles retournent dans l'eau, laissant leurs œufs incuber dans le sable pendant 55 à 65 jours. Lorsque les mères partent pour de bon, les œufs n'ont que peu de moyens de défense contre les braconniers, les prédateurs et les éléments naturels.

Dans le passé, l'approche des défenseurs de l'environnement pour suivre les tortues de mer consistait à marquer tous les endroits d'une plage où se trouvaient des nids. Si les menaces dans ces zones sont élevées, les écologistes déplacent les nids dans un endroit plus sûr en attendant, et relâchent les tortues dans l'océan une fois qu'elles ont éclos.

Ce processus peut impliquer de parcourir manuellement des plages de 30 miles ou plus et de marquer les nids. Il s'est avéré difficile de disposer d'une main-d'œuvre suffisante pour mener à bien ce processus chaque jour, en particulier pendant les périodes de fermeture de COVID-19.

En outre, le marquage des nids de tortues de mer s'est parfois avéré contre-productif. Non seulement les braconniers pouvaient rechercher les nids marqués, mais les porcs pouvaient aussi apprendre que les marques signifiaient qu'il y avait des nids de tortues marines à proximité, ce qui les incitait à manger les œufs.

Le KWF a vu une opportunité d'améliorer ce processus en réduisant le facteur humain et en remplaçant les marqueurs facilement identifiables. En mettant en place des systèmes aériens autonomes utilisant YOLOv5 pour détecter, localiser et caractériser les nids de tortues marines, les biologistes pourraient recevoir des informations en temps réel sur les nids de tortues marines, y compris leurs traces et leur emplacement géographique, remplaçant ainsi la nécessité pour les biologistes de marcher manuellement sur les plages et de marquer les nids.

Léopards des neiges

L'épaisse fourrure blanche du léopard des neiges, parsemée de taches sombres, lui permet de se camoufler parfaitement dans le paysage himalayen. À l'état sauvage, c'est un prédateur de premier ordre qui n'a pas de prédateur naturel. Cependant, en raison de la très forte demande de leur fourrure et d'autres parties de leur corps pour la mode et la médecine traditionnelle, ainsi que de la perte et de la fragmentation de leur habitat, on estime qu'il ne reste plus que 4 000 à 6 500 léopards des neiges à l'état sauvage.

Les efforts de conservation des léopards des neiges se sont avérés extrêmement difficiles en raison des facteurs qui contribuent à l'environnement hostile dans lequel ils vivent :

• Altitudes élevées
• Chutes de neige excessives
• Températures de congélation
• Vents forts
• Ravins escarpés
• Un terrain qui ne pardonne pas

En outre, il est extrêmement rare d'apercevoir des léopards des neiges dans la nature. C'est pourquoi la KWF développe une approche automatisée de la protection de ces grands félins, en utilisant la technologie des drones pour les suivre et les protéger. À l'heure actuelle, la technologie des drones est encore en cours de développement afin que les machines puissent fonctionner dans les conditions nécessaires pour suivre les léopards des neiges, c'est-à-dire à une altitude comprise entre 20 000 et 22 000 pieds.

Une fois la technologie disponible, la KWF a l'intention d'utiliser YOLOv5 dans les capteurs et sur les drones, qui seront ensuite déployés dans l'Himalaya. À des fins de suivi, ces capteurs et ces drones seront capables de détecter les empreintes de pattes dans la neige, qui s'envolent généralement rapidement sous l'effet du vent. Ces informations en temps réel seront ensuite transmises aux biologistes et aux défenseurs de l'environnement.

Visitez le site de la Kashmir World Foundation de la Fondation mondiale du Cachemire et découvrez comment vous pouvez à faire la différence dans leurs efforts de conservation dans le monde entier.

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