探索克什米尔世界基金会如何利用人工智能和YOLOv5 保护野生动物和打击偷猎。
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探索克什米尔世界基金会如何利用人工智能和YOLOv5 保护野生动物和打击偷猎。
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克什米尔世界基金会(KWF)于2008年在弗吉尼亚州大瀑布城成立,其使命是在全球范围内应用最新技术来保护野生动物。KWF 构建并运营自主无人系统,以支持其保护和打击偷猎的工作。2013年,KWF 开始在其运营中采用人工智能。
根据世界自然基金会的数据,栖息地的丧失对 "红色名录 "上 85% 的物种构成了最大的生存威胁,"红色名录 "将物种归类为濒危或受威胁物种。与此同时,人们对被偷猎的野生动物用于传统医药、美食或外来宠物的需求也在增加,据报道,这种需求还在不断增长。栖息地丧失和偷猎共同威胁着全球生物多样性,并对当地社区和环境造成灾难性影响。
创始人兼执行董事Aliyah Pandolfi表示,这得益于强大的内部协作,“来自世界各地的学生、学者、工程师和科学家都愿意贡献自己的时间和专业知识。”KWF 100% 由来自世界各地的志愿者运营。通过他们的工作,KWF 在保护受威胁和众多濒危物种方面取得了长足的进步,例如卡塔尔的沙猫、哥斯达黎加的海龟和喜马拉雅山的雪豹。
“我们这样做都是因为我们热爱动物,但更重要的是,我们希望利用我们的技能为世界做好事,并为这些可能无法生存的物种带来积极的改变。”
Aliyah Pandolfi
克什米尔世界基金会创始人兼执行董事
在许多情况下,保护主义者很难进入偷猎发生的地点。KWF 在世界偏远地区的保护工作中必须面对四个关键障碍:
过去,保护主义者在野外放置录像设备,以便日后回看录像。在成百上千小时的录像中,这一过程依赖于观看者对动物物种和偷猎者进行细致的detect 和识别。由于时间限制和人为失误,这种方法被证明对保护者不利。韩国野生动物基金会的志愿者们知道,他们需要更好的装备来反对偷猎者和非法狩猎。

技术不可避免的进步是一把双刃剑。随着技术质量不断提高且更易于获取,自然资源保护主义者和不法分子都可以掌握最新的技术。为了保持竞争力,自然资源保护主义者必须准备好利用最新技术的力量,为自己谋取优势。
Pandolfi 需要一种积极的现场解决方案,为 KWF 提供实时信息。她需要一种能够消除人为错误并应对四个关键障碍的解决方案,她深知即使是几秒钟的时间也可能对反偷猎任务产生影响,这意味着实时洞察可以直接帮助阻止动物被杀害。
凭借她的创造力,Pandolfi 考虑了该项目所需的技术和资源。虽然她需要的许多技术目前都已可用,但 Pandolfi 正在期待未来不久将发布的硬件和软件。她带领 KWF 的团队开发利用无人机、人工智能和 GPS 功能的方法。

“在这个项目开始的时候,社区里有很多怀疑的声音。有人告诉我这是疯狂的,这是不可能的,你做不到的,而且技术也不存在,但我从长远考虑,计算机科学和无人机能力需要不断发展并融合在一起,才能实现这个项目。”
通过在有风险的地点安装各种摄像头和传感器,KWF 接收来自世界各地的数据,为他们提供可操作的见解,以便他们做出瞬间决策。
“想象一下,在某个特定地点有偷猎者,”Pandolfi 说,“我们希望能够跟踪他们,并提醒护林员他们的位置,以便他们能够拦截偷猎者,并在他们杀死任何动物之前阻止他们。”
由于需要实时检测物体,KWF 要求模型的输出结果必须高度准确可靠。在权衡各种选择时,潘多菲的 KWF 人工智能团队负责人、荷兰学生Daan Eeltink 比较了YOLOv4和YOLOv5的性能。 YOLOv5.YOLOv5 的几个与众不同之处让 KWF 的团队决定将其用于自己的项目:
KWF 依靠一支由来自世界各地的志愿者、工程师和实习生组成的团队来构建保护工作所需的技术。许多实习生都是高中生,其中一些人很少或根本没有接触过技术。 YOLOv5.潘多菲看到,即使是那些经验最少的实习生,也能在不到三周的时间内将YOLOv5 启动并运行起来。
此外,与实验跟踪平台的集成使模型和数据集的微调变得简单易行,从而使 KWF 能够最大限度地发挥YOLOv5 模型在实地的性能。
"YOLOv5 很准确,帮助我们在动物被杀之前将其救活,这是我们的最终目标"。
Pandolfi 说,如果没有YOLOv5,她在 KWF 的团队将会非常沮丧。
2023 年初,KWF 将把他们的工作转移到 Ultralytics YOLOv8这是YOLO 系列视觉人工智能架构的最新版本。
目前,KWF 部署了YOLOv5 ,用于检测野外传感器上的物体。这些设备将数据发送给生物学家,然后生物学家能够分析这些信息并提出可操作的见解。来年,KWF 的目标是在包含无人机图像的数据集上训练YOLOv5 ,然后将这些无人机部署到野外。
世界上共有七种不同的海龟,每一种都被认为是濒危物种。雌性海龟在产卵时会爬到海滩上,在沙子里挖巢产卵。这个过程可能需要几个小时,但一旦完成,雌性海龟就会返回水中,留下它们的卵在沙子里孵化 55-65 天。由于母海龟一去不复返,这些卵几乎没有任何防御能力,容易受到偷猎者、捕食者和自然因素的威胁。
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过去,自然资源保护主义者追踪海龟的方法是在海滩上标记所有有海龟巢穴的位置。如果这些区域的威胁很高,保护主义者会将海龟巢穴暂时转移到更安全的位置,并在海龟孵化后将其释放到海洋中。
这个过程可能需要人工步行 30 英里或更长的海滩并标记巢穴。 事实证明,每天提供足够的人力来执行此过程非常困难,尤其是在 COVID-19 封锁期间。
此外,标记海龟巢穴有时会适得其反。偷猎者不仅可以找到被标记的巢穴,而且猪也能够了解到标记意味着附近有海龟巢穴,从而导致它们吃掉海龟蛋。
KWF 发现了改进这一过程的机会,即减少人力因素并取代易于识别的标记。通过建立使用YOLOv5 的自主航空系统来detect、定位和描述海龟巢穴,生物学家可以获得有关海龟巢穴的实时信息,包括它们的踪迹和地理位置,从而取代生物学家在海滩上人工行走和标记海龟巢穴的需要。
雪豹厚厚的白色皮毛和深色斑点玫瑰花结使它们能够完美地伪装在喜马拉雅山脉的景观中。在野外,它们是顶级掠食者,没有天敌。然而,由于时装和传统医学对它们的皮毛和其他身体部位的需求极高,再加上栖息地丧失和破碎化,据估计,野外仅剩下 4,000 到 6,500 只雪豹。
事实证明,由于导致雪豹所处恶劣环境的因素,保护雪豹的工作极其困难:
此外,在野外发现雪豹也极为罕见。因此,韩国野生动物基金会正在开发一种自动化方法来保护这些大型猫科动物,利用无人机技术来track 和保护它们。目前,无人机技术仍在开发中,以便能够在track 雪豹所需的条件下(约 2 万至 2.2 万英尺)运行。

一旦技术成熟,KWF 将在传感器和无人机上使用YOLOv5 ,然后将其部署到喜马拉雅山脉。出于追踪目的,这些传感器和无人机将能够detect 雪地上的爪印,而这些爪印通常很快就会被风吹走。这些实时信息随后将转发给生物学家和保护主义者。
访问克什米尔世界基金会网站,了解如何帮助改变他们在全球的保护工作。

