Rhino IoT

Naturschutzorganisationen versuchen, mithilfe neuer Technologien große Gebiete mit einer kleinen Anzahl von Menschen zu verfolgen. Diese Bemühungen werden in Afrika besonders konzentriert und verzweifelt. Hier droht der Tierhandel, Populationen von Nashörnern, Elefanten, Eidechsen und Löwen zu zerstören. Mit IoT können Sie Daten abrufen, um Wilderer abzufangen, bevor sie ihre Opfer erreichen.

Die Verwendung von Sensoren zur Verfolgung von Tieren ist nicht mehr einzigartig. So verfolgt Vodafone beispielsweise Robben in Schottland und gefährdete Dugongs auf den Philippinen. In Afrika hat der Tierschutz jedoch eine etwas andere Spezifität: Hierfür wird die Situation der Menschen überwacht.

Laut der Volkszählung der Großen Elefanten ging die Elefantenpopulation in Afrika zwischen 2007 und 2014 um 30% zurück. Dies sind 144.000 Tiere. Jetzt wird die Anzahl der Elefanten um 8% pro Jahr reduziert. Der Hauptgrund ist die Jagd nach Wilderern aus Elfenbein.

Die Position der Nashörner ist noch düsterer. Das schwarze Nashorn ist nicht mehr vom Aussterben bedroht (1995 gab es 2.500 Individuen, heute 5.000). Aber das westliche schwarze Nashorn wurde 2011 für ausgestorben erklärt. Das letzte männliche nördliche weiße Nashorn starb im März dieses Jahres. Insgesamt sterben in Südafrika mehr als drei Nashörner pro Tag. Wenn sich der Trend fortsetzt, werden sie in diesem Gebiet bis 2025 aussterben.

Augen, Ohren und Wolken

Seit mehreren Jahren setzt das Air Shepherd- Projekt der Lindbergh Foundation Drohnen zum Schutz von Nashörnern in Südafrika ein. Mit Crowdfunding wurde das Programm erweitert, um Elefanten in Malawi und Simbabwe zu schützen.

Bilder von Drohnen werden verarbeitet, um Änderungen im Geländemodell zu verfolgen. Zoodefender analysieren die Bewegung von Tieren, die Nähe von Wilderern zu ihnen und warnen die Ranger im Voraus vor der Bedrohung. Das Projekt erfordert jedoch die Teilnahme geschulter Piloten und einer großen Anzahl von Drohnen.

Daher versuchte das Welgevonden Game Reserve im südafrikanischen Naturschutzgebiet einen anderen Ansatz. Hier überwachen sie mit Hilfe von Sensoren das Verhalten von Herdentieren: Zebras, Impalas und Gazellen. Das Projekt wird von der Universität Wageningen (Niederlande) und IBM durchgeführt. Tierbewegungen werden mit Halsbändern verfolgt. Die Daten werden über ein 3G-Netzwerk an das IBM Watson-Cloud-System übertragen. Analysten der IoT-Plattform werden geschult, um Unterschiede im Verhalten von Tierherden während ihrer Interaktion mit natürlichen Raubtieren, Touristen oder Wilderern zu identifizieren.

Die IBM Watson-Lösung war bisher effektiv, hängt jedoch stark von der Verbindung zur Cloud ab. In den meisten Regionen Afrikas ist eine Internetverbindung nicht garantiert.


Folgen des Treffens mit Wilderern

Wir gehen auf die andere Seite

Ein alternativer Ansatz wird von Connected Conservation angeboten . Das Programm wurde 2015 mit Dimension Data und Cisco gestartet. Auf dem Territorium eines privaten Nashornreservats in Südafrika wird die Situation nicht für Tiere, sondern für Menschen überwacht. Der Ansatz war erfolgreich und wird auf andere Naturschutzgebiete des Kontinents ausgeweitet.

Das Connected Conservation-Programm verwendet feste Kameras, Sensoren und ein Funknetz, um jede Person in der Reserve zu verfolgen. Basierend auf den erkannten Aktivitätsmustern werden Warnungen generiert und Waldläufer an Abfangjäger gesendet. Die Cloud-Komponente ist vorhanden, ihre Rolle ist jedoch begrenzt: Der lokale Server stellt eine Verbindung zu Microsoft Azure her, um wichtige Daten zu sichern.

„Als das Projekt begann, gab es in der Region nur sehr wenig Kommunikation“, sagt Wolf Stinnes, Lösungsarchitekt bei Dimension Data. "Alle Kommunikationen gingen über eine Person vor Ort, die den Laptop und das Radio überwachte."

Eine der ersten im Dezember 2015 installierten Komponenten war das funkbasierte Netzwerk - Reserve Area Network (RAN). Ein Netzwerk mit einer Bandbreite von 50 Mbit / s verwendet stationäre Türme rund um die Reserve, die Daten von Kameras, Warnungen von Sensoren und Sprachnachrichten übertragen. Die Netzwerktopologie berücksichtigt eine Reihe potenzieller Probleme, von denen die schwerwiegendsten starke Regenfälle, Gewitter und konstante Hitze sind. Herkömmliche zellulare Systeme konnten aufgrund der Unzuverlässigkeit von GSM unter solchen Bedingungen nicht verwendet werden.

Zusätzlich zum Hauptfunknetz wurden an allen vier Autotoren des Reservats drahtgebundene lokale Netze installiert. Am Gate wurden auch Videokameras, biometrische Scanner und Remote-Netzwerküberwachungssysteme, Router und Serverinfrastruktur für verwaltete Dienste installiert. Die lokale IT-Infrastruktur ermöglichte es dem Connected Conservation-Team, schnell Testgeräte und -software bereitzustellen, die an den folgenden Stellen des Programms implementiert werden. Schließlich wurde im gesamten Reservat ein Wi-Fi-Netzwerk eingerichtet, um den mobilen Zugriff auf Sensordaten zu ermöglichen. Dank der Verwendung von LoRaWAN können die Sensoren viele Jahre lang mit Batterien betrieben werden und Daten über eine Reichweite von 15 km austauschen.



Zwei Phasen der Systemimplementierung

Weitere System-Add-Ons sind am Umfang montierte Wärmekammern und faseroptische akustische Sensoren. Jedes Fahrzeug, das in die Reserve einfährt, ist mit einem Tracking-Sensor ausgestattet. Jede Person, die das Reservat durch das Tor betritt, wird verfolgt. Biometrische Systeme scannen die Fingerabdrücke von Mitarbeitern, Rangern, Auftragnehmern und Lieferanten. Besucher scannen Pässe. Die Kameras zeichnen die Nummern jedes Fahrzeugs auf, und diese Informationen werden über eine VPN-Verbindung in der nationalen Datenbank überprüft. Das System erhält Informationen über die Besitzer der Fahrzeuge und den Verlauf der Besuche. Alle Tore sind über 24 Videobildschirme mit der Zentrale verbunden. Verwalten Sie das vom System geschulte Reservepersonal.

Daten von Kameras und Sensoren werden an Analysesysteme übertragen. Diese erzeugen Warnungen vor abnormalen Aktivitäten oder einer möglichen Verletzung des Perimeters. Um schnell Bilder zu erhalten, werden Drohnen an den Ort geschickt und ein bewaffnetes Team von Rangern wird per Hubschrauber geliefert, um Wilderer abzufangen.

Das System war sehr effektiv. Seit 2015 ist die Zahl der aus dem Schutzgebiet exportierten Nashörner um 96% zurückgegangen, und 2017 gab es überhaupt keine derartigen Fälle. Das Warnsystem reduzierte die durchschnittliche Reaktionszeit des Waldläufers von 30 Minuten auf 7. Die Anzahl der Eingriffe in die Reserve wurde um 68% reduziert.

Version 2.0

Da das Pilotprojekt erfolgreich war, wird Connected Conservation in Parks und Reservaten in Mosambik, Sambia und Kenia implementiert. Jeder dieser Orte hat seine eigenen Merkmale, daher müssen Technologien an eine bestimmte Umgebung und Bedrohung angepasst werden. Elefanten leben überwiegend in Sambia und Mosambik - und hier werden Herden schneller zerstört als anderswo in Afrika.

Der nächste Ort zur Einführung des Systems wird ein Park in Sambia sein. Die Elefantenpopulation ist hier relativ stabil. Beim Fotografieren im Jahr 2016 wurden 4,2% der toten Elefanten im Verhältnis zur Gesamtpopulation (21.758 Tiere) erfasst. Im Sioma Ngwezi-Nationalpark an der südwestlichen Grenze Sambias sieht es jedoch sehr schlecht aus. Dort lag der Anteil toter Tiere bei 85%.

Der Park, in dem das System implementiert wird, unterscheidet sich vom ersten. Es gibt einen großen See, in dem Einheimische fischen. Wilderer nutzen den Teich aber auch, um Elefanten aufzuspüren. In Anbetracht der Landschaft ist ein physischer Begrenzungszaun nicht möglich.

Daher wird es anstelle der realen Grenze eine virtuelle Zaunlinie geben. Es wird durch ein Netzwerk stationärer Wärmekammern an Funkmasten erzeugt. Es wird auch Kameras an den Ein- und Ausgängen geben. Das Analysesystem generiert Warnungen über die Bewegung von Booten durch den virtuellen Zaun und über Nachtbewegungen im Park.



Die Autoren des Projekts arbeiten mit den Behörden Sambias und der Fischergemeinschaft zusammen, um ein zentrales digitales Zugangssystem für Fischer zu schaffen. Auf diese Weise können diejenigen identifiziert werden, die sich unter dem Deckmantel von Fischern zur Jagd im Park befinden.

Die Autoren des Projekts träumen von seiner weltweiten Verbreitung - überall dort, wo Wilderer tätig sind. Dies erfordert jedoch die Unterstützung von Regierungen und privaten Organisationen.