Biyoçeşitliliğin Korunması: Keşmir Dünya Vakfı'nın Ultralytics YOLOv5 ve YOLOv8 ile Başarı Hikayesi

28 Şubat 2023
Keşmir Dünya Vakfı'nın yaban hayatının korunması ve kaçak avcılıkla mücadele için yapay zeka ve YOLOv5 kullanımını keşfedin.
.avif)
28 Şubat 2023
Keşmir Dünya Vakfı'nın yaban hayatının korunması ve kaçak avcılıkla mücadele için yapay zeka ve YOLOv5 kullanımını keşfedin.
Kashmir World Foundation (KWF) 2008 yılında Great Falls, Virginia'da küresel ölçekte vahşi yaşamı koruma ve kollama mücadelesinde en son teknolojiyi uygulama misyonuyla kurulmuştur. KWF, koruma ve kaçak avcılıkla mücadele çabalarını destekleyen otonom, insansız sistemler kurmakta ve işletmektedir. KWF, 2013 yılında operasyonlarında yapay zekayı benimsemeye başladı.
WWF'ye göre, habitat kaybı, türleri tehlike altında veya tehdit altında olarak sınıflandıran "Kırmızı Liste "deki tüm türlerin %85'i için en büyük varoluşsal tehlikeyi oluşturmaktadır. Aynı zamanda, geleneksel ilaçlarda, lezzetlerde veya egzotik evcil hayvanlarda kullanılmak üzere kaçak avlanan vahşi hayvanlara olan talebin de arttığı bildirilmektedir. Habitat kaybı ve kaçak avcılık birlikte küresel biyoçeşitliliği tehdit etmekte ve yerel topluluklar ve çevre üzerinde yıkıcı etkilere yol açmaktadır.
Kurucu ve İcra Direktörü Aliyah Pandolfi, güçlü iç işbirliğine atıfta bulunarak, "dünyanın her yerinden öğrenciler, akademisyenler, mühendisler ve bilim insanları zamanlarını ve uzmanlıklarını gönüllü olarak kullanmaya istekli" diyor. KWF %100 dünyanın dört bir yanından gelen gönüllüler tarafından yönetiliyor. KWF, çalışmaları sayesinde Katar'daki Kum Kedileri, Kosta Rika'daki Deniz Kaplumbağaları ve Himalayalar'daki Kar Leoparları gibi tehdit altındaki ve nesli tükenmekte olan sayısız türün korunmasında büyük adımlar attı.
"Hepimiz bunu yapıyoruz çünkü hayvanları seviyoruz ama daha da önemlisi becerilerimizi dünyada iyilik yapmak için kullanmak ve başka türlü hayatta kalamayacak bu türler için olumlu bir değişiklik yapmak istiyoruz."
Aliyah Pandolfi
Kurucu ve İcra Direktörü, Kashmir World Foundation
Çoğu durumda, koruma görevlilerinin kaçak avcılığın yapıldığı yerlere erişmesi son derece zordur. KWF, dünyanın ücra köşelerindeki koruma çabalarında dört temel engelle yüzleşmek zorundadır:
Geçmişte çevreciler, görüntülerin daha sonra tekrar izlenmesi amacıyla sahaya video kayıt cihazları yerleştirmişlerdir. Yüzlerce, binlerce saatlik görüntülerle bu süreç, izleyicinin hem hayvan türlerini hem de kaçak avcıları titizlikle tespit etmesine ve tanımlamasına dayanıyor. Zaman kısıtlamaları ve insan hatası nedeniyle, bu yaklaşımın korumacıları dezavantajlı duruma düşürdüğü kanıtlandı. KWF'deki gönüllüler kaçak avcılara ve yasadışı avlanmaya karşı durmak için daha donanımlı olmaları gerektiğini biliyorlardı.
Teknolojinin kaçınılmaz ilerleyişi iki ucu keskin bir kılıç görevi görüyor. Daha kaliteli ve daha erişilebilir hale gelmeye devam ettikçe, hem korumacılar hem de kötü aktörler en son teknolojiyi ellerine geçirebilirler. Rekabetçi kalabilmek için korumacılar en yeni teknolojinin gücünü kendi avantajlarına kullanmaya hazır olmalıdır.
Pandolfi, sahada KWF'ye gerçek zamanlı bilgi sağlayan agresif bir çözüme ihtiyaç duyuyordu. İnsan hatasını ortadan kaldıran ve dört temel engelle yüzleşen bir çözüme ihtiyaç duyan Pandolfi, kaçak avcılıkla mücadele görevinde birkaç saniyenin bile fark yaratabileceğini, yani gerçek zamanlı içgörülerin bir hayvanın öldürülmesini önlemede doğrudan rol oynayabileceğini biliyordu.
Pandolfi, yaratıcılığı da yanına alarak proje için gerekli teknoloji ve kaynakları değerlendirdi. İhtiyaç duyduğu teknolojinin çoğu günümüzde mevcut olsa da Pandolfi, yakın gelecekte kullanıma sunulacak donanım ve yazılımların piyasaya sürülmesini bekliyor. KWF'deki ekibine dronlar, yapay zeka ve GPS yeteneklerini kullanan yaklaşımlar geliştirmeleri için liderlik ediyor.
"Bu projenin başlangıcında toplumdan gelen pek çok şüphe vardı. Bana bunun çılgınca olduğu, imkansız olduğu, yapamayacağınız ve teknolojinin mevcut olmadığı söylendi, ancak uzun vadede bilgisayar bilimi ve drone yeteneklerinin bu proje için gelişmesi ve birleşmesi gerektiğini düşünüyordum."
Risk altındaki noktalara çeşitli kameralar ve sensörler yerleştiren KWF, dünyanın dört bir yanındaki noktalardan veri alarak anlık kararlar alabilmeleri için eyleme geçirilebilir içgörüler sağlıyor.
"Belirli bir yerde kaçak avcılar olduğunu düşünün" diyor Pandolfi, "onları takip edebilmek ve korucuları konumları konusunda uyarmak istiyoruz, böylece kaçak avcıları yakalayabilir ve herhangi bir hayvanı öldürmeden önce onları durdurabilirler."
Gerçek zamanlı nesne tespiti gerektiren KWF, model çıktılarının son derece doğru ve güvenilir olmasını istiyordu. Pandolfi'nin KWF Yapay Zeka Ekip Lideri, Hollanda'da öğrenci olan Daan Eeltink, seçeneklerini değerlendirirken YOLOv4 ve YOLOv5'in performanslarını karşılaştırdı. YOLOv5'in farklılaştığı birçok nokta, KWF ekibinin projeleri için YOLOv5'i seçmesine yol açtı:
KWF, koruma çalışmaları için gerekli teknolojiyi oluşturmak üzere dünyanın dört bir yanından gelen gönüllüler, mühendisler ve stajyerlerden oluşan bir ekibe güveniyor. Stajyerlerin çoğu lise öğrencisi ve bazıları YOLOv5 ile çok az deneyime sahip ya da hiç deneyim sahibi değil. Pandolfi, daha önce en az deneyime sahip olanların bile YOLOv5'i üç haftadan kısa bir sürede çalışır hale getirebildiğini gördü.
Ayrıca, bir deney izleme platformu ile entegrasyon, modellerin ve veri setlerinin ince ayarını kolaylaştırarak KWF'nin sahadaki YOLOv5 modellerinin performansını en üst düzeye çıkarmasına olanak tanıdı.
"YOLOv5 isabetliydi ve hayvanları öldürülmeden önce kurtarmamıza yardımcı oldu ki nihai hedefimiz de buydu."
Pandolfi, YOLOv5 olmasaydı KWF'deki ekibinin hüsrana uğrayacağını söylüyor. Nesne algılamayı uygulamadan önce, koruma projeleri optimum miktarda veriden yoksundu.
2023'ün başlarında, KWF çalışmalarını Ultralytics YOLOv8YOLO vizyon yapay zeka mimarileri ailesinin en son sürümü.
Şu anda KWF, sahadaki sensörlerde nesne tespiti için YOLOv5'i kullanıyor. Bu cihazlar biyologlara veri gönderiyor ve onlar da bu verileri analiz ederek eyleme geçirilebilir içgörüler oluşturuyor. Önümüzdeki yıl KWF, YOLOv5'i drone görüntüleri içeren veri kümeleri üzerinde eğitmeyi ve daha sonra bu dronları sahada konuşlandırmayı hedefliyor.
Dünyada yedi farklı deniz kaplumbağası türü vardır ve her biri tehlike altında kabul edilmektedir. Dişi deniz kaplumbağaları yumurtlarken kumsallara gelir ve kuma yuva kazarak yumurtalarını bırakırlar. Bu işlem birkaç saat sürebilir, ancak işlem tamamlandıktan sonra dişi deniz kaplumbağaları suya geri döner ve yumurtalarını 55-65 gün boyunca kumda kuluçkaya bırakır. Anneler bir daha dönmemek üzere ayrıldıklarında, yumurtaların kaçak avcılara, yırtıcılara ve doğal unsurlara karşı çok az savunması kalır.
Geçmişte, korumacıların deniz kaplumbağalarını izleme yaklaşımı, bir sahilde yuvaların bulunduğu tüm yerleri işaretlemekti. Eğer bu bölgelerdeki tehditler yüksekse, korumacılar bu arada yuvaları daha güvenli bir yere taşıyacak ve kaplumbağalar yumurtadan çıktıktan sonra okyanusa bırakacaklardır.
Bu süreç, 30 mil veya daha uzun kumsallarda elle yürümeyi ve yuvaları işaretlemeyi içerebilir. Bu süreci her gün yürütmek için yeterli miktarda insan gücü sağlamanın, özellikle COVID-19 karantinaları sırasında zor olduğu kanıtlanmıştır.
Ayrıca deniz kaplumbağası yuvalarının işaretlenmesinin bazen ters etki yarattığı da görülmüştür. Kaçak avcılar sadece işaretlenmiş yuvaları aramakla kalmıyor, domuzlar da işaretlerin yakınlarda deniz kaplumbağası yuvaları olduğu anlamına geldiğini öğrenerek yumurtaları yemeye başlıyordu.
KWF, insan gücü faktörünü azaltarak ve kolayca tanımlanabilen işaretleyicileri değiştirerek bu süreçte bir iyileştirme fırsatı gördü. Deniz kaplumbağası yuvalarını tespit etmek, konumlarını belirlemek ve karakterize etmek için YOLOv5 kullanan otonom hava sistemleri kurarak, biyologlar izleri ve coğrafi konumları da dahil olmak üzere deniz kaplumbağası yuvaları hakkında gerçek zamanlı bilgi alabilir ve böylece biyologların kumsallarda manuel olarak yürümesi ve yuvaları işaretlemesi ihtiyacının yerini alabilir.
Kar leoparlarının koyu benekli rozetlere sahip kalın beyaz kürkü, Himalaya manzarasında mükemmel bir şekilde kamufle olmalarını sağlar. Vahşi doğada, doğal avcıları olmayan apeks yırtıcılardır. Bununla birlikte, kürklerine ve diğer vücut parçalarına moda ve geleneksel tıpta olan aşırı talep ve habitat kaybı ve parçalanması nedeniyle, vahşi doğada sadece 4.000 ila 6.500 kar leoparı kaldığı tahmin edilmektedir.
Kar leoparlarını koruma çabalarının, bulundukları zorlu ortama katkıda bulunan faktörlerin bir sonucu olarak son derece zor olduğu kanıtlanmıştır:
Ayrıca, kar leoparlarını vahşi doğada görmek son derece nadirdir. Sonuç olarak, KWF bu büyük kedileri korumak için otomatik bir yaklaşım geliştiriyor ve onları izlemek ve korumak için drone teknolojisini kullanıyor. Şu anda drone teknolojisi, makinelerin kar leoparlarını takip etmek için gerekli olan koşullarda (yaklaşık 20.000 ila 22.000 fit) çalışabileceği noktaya gelebilmesi için hala geliştirilme aşamasındadır.
Teknoloji hazır olduğunda, KWF YOLOv5'i sensörlerde ve drone'larda kullanmayı planlıyor ve bunlar daha sonra Himalayalar'a konuşlandırılacak. İzleme amacıyla, bu sensörler ve dronlar, genellikle rüzgarla hızla uçup giden kardaki pati izlerini tespit edebilecek. Bu gerçek zamanlı bilgiler daha sonra biyologlara ve koruma uzmanlarına iletilecek.
Keşmir Dünya Vakfı'nı ziyaret edin web sitesi ve nasıl yardım edebileceğinize göz atın fark yaratın dünya çapındaki koruma çabalarında.