Rhino IoT

As organizações de conservação da vida selvagem estão tentando usar novas tecnologias para rastrear grandes áreas com um pequeno número de pessoas. Esses esforços estão se tornando particularmente concentrados e desesperados na África. Aqui, o tráfico de animais ameaça destruir populações de rinocerontes, elefantes, lagartos e leões. A IoT ajuda a obter dados para interceptar caçadores furtivos antes que eles cheguem às vítimas.

O uso de sensores para rastrear animais não é mais exclusivo. Por exemplo, a Vodafone rastreia focas na Escócia e dugongos ameaçados de extinção nas Filipinas. Mas na África, a proteção animal tem uma especificidade ligeiramente diferente: para isso, a situação das pessoas é monitorada aqui.

Segundo o Censo dos Grandes Elefantes , a população de elefantes na África diminuiu 30% entre 2007 e 2014. São 144.000 animais. Agora, o número de elefantes é reduzido em 8% ao ano. A principal razão é a caça aos caçadores furtivos de marfim.

A posição dos rinocerontes é ainda mais sombria. O rinoceronte preto não está mais em risco de extinção (em 1995, havia 2.500 indivíduos, hoje 5.000). Mas o rinoceronte negro ocidental foi declarado extinto em 2011. O último rinoceronte branco do norte masculino morreu em março deste ano. No total, mais de três rinocerontes por dia morrem na África do Sul. Se a tendência continuar, eles desaparecerão neste território até 2025.

Olhos, ouvidos e nuvens

Por vários anos, o projeto Air Shepherd da Fundação Lindbergh usa drones para proteger rinocerontes na África do Sul. Com o financiamento coletivo, o programa foi ampliado para proteger elefantes no Malawi e no Zimbábue.

As imagens dos drones são processadas para rastrear alterações no modelo do terreno. Os defensores do zodíaco analisam o movimento dos animais, a proximidade dos caçadores furtivos e alertam os guardas antecipadamente sobre a ameaça. Mas o projeto requer a participação de pilotos treinados e um grande número de drones.

Portanto, na reserva natural da África do Sul, a Welgevonden Game Reserve tentou uma abordagem diferente. Aqui, com a ajuda de sensores, eles monitoram o comportamento dos animais de criação: zebras, impalas e gazelas. O projeto é implementado pela Universidade de Wageningen (Holanda) e IBM. Os movimentos dos animais são rastreados usando coleiras. Os dados são transferidos por uma rede 3G para o sistema em nuvem IBM Watson. Analistas da plataforma IoT são treinados para identificar diferenças no comportamento de manadas de animais durante a interação com predadores naturais, turistas ou caçadores.

Até agora, a solução IBM Watson tem sido eficaz, mas depende muito da conexão com a nuvem. E para a maioria das regiões da África, a conexão à Internet não é garantida.


Consequências do encontro com caçadores furtivos

Nós vamos do outro lado

Uma abordagem alternativa é oferecida pela Conservação Conectada . O programa foi lançado em 2015 usando Dimension Data e Cisco. No território de uma reserva particular de rinocerontes na África do Sul, a situação das pessoas, não dos animais, é monitorada. A abordagem foi bem-sucedida e será expandida para outras áreas de conservação do continente.

O programa Conservação Conectada usa câmeras fixas, sensores e uma rede de rádio para rastrear todas as pessoas na reserva. Com base nos padrões de atividade detectados, alertas são gerados e guardas florestais são enviados para interceptar caçadores furtivos. O componente de nuvem está presente, mas sua função é limitada: o servidor local se conecta ao Microsoft Azure para fazer backup de dados críticos.

"Quando o projeto começou, havia muito pouca comunicação na região", diz Wolf Stinnes, arquiteto de soluções da Dimension Data. "Todas as comunicações passaram por uma pessoa no local que monitorou o laptop e o rádio".

Um dos primeiros componentes instalados em dezembro de 2015 foi a rede baseada em rádio - rede de área de reserva (RAN). Uma rede com uma largura de banda de 50 Mbps usa torres estacionárias ao redor do perímetro da reserva, transmitindo dados das câmeras, alertas de sensores e mensagens de voz. A topologia de rede leva em consideração vários problemas em potencial, dos quais os mais graves são chuvas fortes, tempestades e calor constante. Os sistemas celulares convencionais não puderam ser utilizados devido à falta de confiabilidade do GSM nessas condições.

Além da rede principal de rádio, foram instaladas redes locais com fio nos quatro portões de automóveis da reserva. Câmeras de vídeo, scanners biométricos e sistemas de monitoramento de rede remotos, roteadores e infraestrutura de servidor para serviços gerenciados também foram instalados no portão. A infraestrutura de TI local permitiu à equipe do Connected Conservation implantar rapidamente equipamentos e softwares de teste, que serão implementados nos seguintes locais do programa. Por fim, uma rede Wi-Fi foi implantada em toda a reserva para fornecer acesso móvel aos dados do sensor. Graças ao uso do LoRaWAN, os sensores podem operar com baterias por muitos anos e trocar dados em um intervalo de 15 km.



Duas fases da implementação do sistema

Outros complementos do sistema incluem câmaras térmicas montadas no perímetro e sensores acústicos de fibra óptica. Cada veículo que entra na reserva está equipado com um sensor de rastreamento. Toda pessoa que entra na reserva pelo portão é rastreada. Os sistemas biométricos examinam as impressões digitais de funcionários, guardas florestais, contratados e fornecedores. Visitantes digitalizam passaportes. As câmeras registram os números de cada veículo e essas informações são verificadas no banco de dados nacional por meio de uma conexão VPN - o sistema recebe informações sobre os proprietários dos veículos e o histórico de visitas. Todos os portões são conectados ao centro de controle usando 24 telas de vídeo. Gerencie a equipe de reserva treinada em sistemas.

Os dados das câmeras e sensores são transmitidos aos sistemas analíticos. Eles geram avisos sobre atividades anormais ou uma possível violação do perímetro. Para obter imagens rapidamente, os drones são enviados para o local e uma equipe armada de guardas florestais é entregue de helicóptero para interceptar caçadores.

O sistema foi muito eficaz. Desde 2015, o número de rinocerontes exportados da reserva diminuiu 96% e, em 2017, não houve nenhum caso. O sistema de alerta reduziu o tempo médio de resposta da guarda florestal de 30 minutos para 7. O número de invasões na reserva foi reduzido em 68%.

Versão 2.0

Como o projeto piloto foi bem-sucedido, a Conservação Conectada será implementada em parques e reservas em Moçambique, Zâmbia e Quênia. Cada um desses locais tem suas próprias características; portanto, as tecnologias precisam ser adaptadas a um ambiente e ameaças específicos. Os elefantes vivem predominantemente na Zâmbia e Moçambique - e aqui os rebanhos são destruídos mais rapidamente do que em qualquer outro lugar da África.

O próximo local para introduzir o sistema será um parque na Zâmbia. A população de elefantes é relativamente estável aqui. As fotografias em 2016 registraram 4,2% de elefantes mortos em relação a toda a população (21.758 animais). Mas as coisas estão muito ruins no Parque Nacional Sioma Ngwezi, na fronteira sudoeste da Zâmbia. Lá, a proporção de animais mortos era de 85%.

O parque onde o sistema será implementado é diferente do primeiro. Há um grande lago onde os habitantes locais pescam. Mas os caçadores furtivos também usam a lagoa para rastrear elefantes. Dada a paisagem, uma cerca de perímetro físico não é possível.

Portanto, em vez da borda real, haverá uma cerca virtual. Será criado por uma rede de câmaras de calor estacionárias em mastros de rádio. Também haverá câmeras nas entradas e saídas. O sistema analítico gerará avisos sobre o movimento de barcos pela cerca virtual e quaisquer movimentos noturnos no parque.



Os autores do projeto trabalham com as autoridades da Zâmbia e a comunidade pesqueira para criar um sistema centralizado de acesso digital para os pescadores. Permitirá identificar aqueles que, sob o disfarce de pescadores, estão no parque para caçar.

Os autores do projeto sonham com sua distribuição máxima em todo o mundo - onde quer que os caçadores operem. Mas isso requer o apoio de governos e organizações privadas.