По поручению Норвежского сельскохозяйственного агентства исследователи из NIBIO, NORCE и Biodrone тесно сотрудничали с оленеводами, чтобы изучить, как дроны и искусственный интеллект могут помочь упростить, ускорить и повысить точность подсчета численности оленей в будущем — как для властей, так и для владельцев оленей, пишет Габриэла Вагнер, научный сотрудник отдела лесного хозяйства и лесных ресурсов в NIBIO (Норвежский институт исследований биоэкономики).
«Оленеводы быстро освоили технологию беспилотных летательных аппаратов», — говорит исследовательница Габриэла Вагнер из NIBIO Tromsø.
Многие модели дронов небольшие и легкие, их легко можно носить в рюкзаке или на снегоходе. Аэрофотосъемка позволяет оленеводам быстро получить общий обзор разрозненных стад, а также использовать дроны для перемещения животных. Дроны также можно использовать для осмотра заборов и загонов, а также для поиска трупов или животных, заблудившихся на труднопроходимой местности.
«Дроны могут уменьшить потребность в вертолетах, снегоходах или квадроциклах, что благоприятно сказывается на благополучии животных, климате и окружающей среде. Кроме того, дроны позволяют значительно сэкономить время и деньги», — объясняет Вагнер.
Габриэла Вагнер — руководитель проекта ARC (Aerial Reindeer Count), использующего беспилотные летательные аппараты для подсчета оленей с воздуха.
«В течение последнего года мы собирали изображения и видео с дронов, на которых запечатлены северные олени на разных типах местности и в разные времена года. Этот материал был использован для обучения модели искусственного интеллекта, которая может автоматически распознавать и подсчитывать северных оленей», — поясняет исследователь из NIBIO.
Ученые тестировали разные высоты полета и ракурсы камер в разные времена года. Распознавание северных оленей не всегда так просто, как может показаться.
Олени меняют свой внешний вид в течение года. У них может быть летняя или зимняя шерсть, у некоторых есть рога, и они бывают самых разных цветов. В отличие от белых овец на летних пастбищах, олени могут выглядеть совершенно по-разному. Местность, по которой они передвигаются, также различается: фон может быть зеленым, коричневым, серым или белым в зависимости от среды обитания и времени года.
«Мы постарались зафиксировать как можно больше проявлений этого разнообразия», — объясняет Вагнер.
Модель искусственного интеллекта еще не обучена распознавать северных оленей в густой растительности, но она очень хорошо работает на снегу и открытой местности, где обнаруживает около 90 % всех северных оленей. Однако различить белых северных оленей на снегу может быть сложно. И наоборот, большие камни на свободной от снега земле могут быть ошибочно приняты за оленей.
Исследователи продолжают совершенствовать модель. Чем больше проверенных данных у них есть, тем точнее становится модель. Значительное внимание уделяется контролю качества: изображения тщательно аннотируются людьми, чтобы научить модель ИИ, на что следует обращать внимание.
«В качестве контрольной группы мы использовали хорошо подготовленных специалистов для идентификации северных оленей на снимках, полученных с помощью дронов. Точность их работы превысила 99 процентов, но недостатком является то, что эта работа чрезвычайно трудоемка», — объясняет Вагнер.
В рамках проекта исследователи также разработали руководство пользователя для пилотов дронов. В нем содержатся рекомендации по управлению дронами для получения максимально качественных изображений для подсчета.
Модель демонстрирует наилучшие результаты, когда дрон летает на высоте от 40 до 120 метров над землей, при угле обзора камеры от 45 до 90 градусов. На заснеженной местности модель достигла точности более 90 %.
Проект вступает в новую фазу, в ходе которой исследователи будут продолжать развивать технологию. Цель состоит в том, чтобы сделать систему еще более точной и удобной для пользователя. Исследователи хотят сделать эту технологию доступной для владельцев северных оленей, а это значит, что модель искусственного интеллекта должна быть размещена на общедоступной платформе. Разработка и тестирование этой платформы запланированы на 2026 год.
«План состоит в том, чтобы владельцы оленей сами загружали изображения или видео своих стад, а модель искусственного интеллекта использовала эти данные для подсчета численности оленей. Со временем этот метод можно будет использовать и для официальных подсчетов оленей, что будет очень эффективно с точки зрения времени и затрат», — объясняет Вагнер.
Беспилотники с тепловизорами могут подсчитывать численность северных оленей в темное время года. «Мы уже работаем над новой моделью искусственного интеллекта для распознавания и подсчета северных оленей с помощью беспилотников, использующих тепловизионные камеры», — говорит исследователь из NIBIO. Термоподсчет неэффективен круглый год, но этот метод может быть полезен владельцам оленей зимой, когда земля замерзла и трудно обнаружить животных в темноте.
Проект ARC уже показал, что использование дронов и искусственного интеллекта для подсчета северных оленей возможно. «Мы считаем, что это может стать полезным инструментом как для оленеводов, так и для администрации. В долгосрочной перспективе мы также полагаем, что эту технологию можно будет доработать для использования в других областях, например, для мониторинга диких северных оленей на плато Хардангервидда или на Шпицбергене, или других диких животных в норвежской природе», — заключает Вагнер.
Источник: NIBIO. Автор заглавного фото Габриэла Вагнер.
