Опубликовано: 09-07-2023
Британские экологи и астрофизики на основе программного обеспечения Astropy создали и протестировали систему, которая позволяет отслеживать ночных животных с беспилотников и снимать их на тепловую камеру даже в том случае, если животное частично скрыто густой растительностью.
Авторы представили доклад на Европейской неделе астрономии и космических наук (EWASS) в Ливерпуле и отметили, что созданный ими метод может помочь в борьбе с браконьерством.
Инфракрасная термография позволяет отслеживать диких животных, ведущих ночной образ жизни — с помощью термографической камеры можно получить изображение распределения температурных полей животного. Однако у термографии есть ряд ограничений, в том числе, для тепловой съемки важно, чтобы между камерой и объектом не было препятствий, например, растений или листьев. В противном случае животное становится «невидимым» для термографа.
Авторам нового исследования под руководством Мейси Рашман (Maisie Rashman) из Ливерпульского университета имени Джона Мурса удалось решить эту проблему. Исследователи разработали технологию на основе открытого программного обеспечения Astropy, которое помогает астрофизикам находить космические объекты, и алгоритма машинного обучения (никаких подробностей о нем авторы не сообщают). В результате авторы создали модель того, как растительность блокирует тепло и загораживает людей и животных от тепловой камеры. Ученые протестировали новинку, определяя местоположение коров и людей на территории одной из ферм недалеко от Ливерпуля. Затем они получили от Честерского зоопарка и сафари-парка Ноусли массив изображений животных, и натренировали на них свой алгоритм, в результате программа обучилась на изображении с инфракрасной камеры распознавать животных в разных ландшафтах и в окружении растений.
Тепловое изображение носорогов в ЮАР. Endangered Wildlife Trust / LJMU
Те же носороги в видимом свете. Endangered Wildlife Trust / LJMU
Тепловые изображения носорогов с беспилотника. Endangered Wildlife Trust / LJMU
Первый полевой тест авторы исследования провели в ЮАР. Они выслеживали бушменовых зайцев, очень редких животных, которых осталось менее 500 особей. «Зайцы очень небольшие, поэтому нам приходилось запускать беспилотники на небольшой высоте — около 20 метров. И хотя дроны отсканировали небольшую территорию, нам удалось увидеть пять особей. С учетом того, что до этого бушменовых зайцев видели около тысячи раз, это был успех», — рассказывает один из авторов работы Клэр Берк (Claire Burke) из Ливерпульского университета.
В настоящее время ученые усовершенствуют систему, чтобы она могла учитывать атмосферные эффекты, влажность и другие погодные факторы, которые могут исказить результаты тепловой съемки. «Проблемой может быть влажность, но самое трудное — когда температура земли близкая по значению к температуре животного, которое мы пытаемся обнаружить», — объясняет Рашман. Следующие испытания технологии ее создатели планируют провести в мае, наблюдая за орангутанами в Малайзии и за паукообразными обезьянами в Мексике. А в июне они планируют заняться выслеживанием речных дельфинов в Бразилии.
Исследователи отмечают, что технология может использоваться и для борьбы с браконьерами, так как они часто охотятся ночью. С помощью тепловой камеры сотрудники заповедника могут обнаружить людей, которые находятся на его территории незаконно, и оперативно принять меры.