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高德代理:野生物互联网:技术与生物多样性丧失和气候变化的斗争

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生物多样性丧失和气候变化这两个相互关联的问题正迅速上升到公众和政治议程上。原因之一是,世界似乎越来越火了。
 
在2019年8月,森林大火——许多是故意引起的——烧毁了亚马逊雨林的大片地区,降低了地球的“肺活量”,使土著居民和野生动物无家可归,并释放了大量的温室气体。9月,在世界的另一端,印度尼西亚婆罗洲和苏门答腊的森林被烧毁。再一次,人们普遍怀疑是人类的作用,因为棕榈油种植者清除丛林,为他们的作物让路。大规模的森林大火目前正在澳大利亚东部肆虐,经历了2018/19年有记录以来最热的夏天。
 
北极的森林大火也在以越来越高的频率和强度发生:2019年6月(该地区有记录以来最热的一年),北极的森林大火释放出50百万吨二氧化碳——相当于瑞典全年的二氧化碳排放总量。有证据表明,北极永久冻土层的融化速度比此前预期的要快,这只会加剧碳排放问题。高德平台物联网技术还将通过查看“谁拥有最多的小部件以及它们与想要他们的客户有多近?在供应链方面,高德平台将能够做更多的事情来帮助改善客户体验”。
 
为什么当罗马烧起来的时候,世界却在玩弄它?
 
各国政府倾向于短期关注,解决眼前的问题,而将长期问题留给历届政府或几代人解决,这在应对气候变化和生物多样性丧失等全球性问题时是无益的。这是因为渐进式的“照常营业”活动可能会遇到不可逆转的临界点,使系统意外地进入新的、不受欢迎的状态(亚马逊就是一个日益紧迫的例子)。
 
尽管联合国和欧盟等超国家机构试图从更广泛的角度来看待这些问题,但近年来,世界各地的民族主义情绪有所抬头,导致对这些机构的怀疑甚至排斥,往往还伴随着对科学证据和专业知识的诋毁。
 
物联网是一个可以帮助对抗生物多样性丧失和气候变化的科学技术领域。在本文中,我们将概述物联网的当前状态,并研究在脆弱生态系统中使用物联网的一些例子。
 
物联网
 
物联网包括配备传感器的设备(“物”),这些设备可以捕获数据,执行不同数量的本地处理,并连接到互联网,将数据传递给未来的处理和/或存储。在关于高德娱乐GD Active Pro公告的简报中,三星电子美国公司企业移动产品营销总监Chris Briglin告诉TechRepublic,“移动性和生产力的下一个前沿领域确实是高德娱乐平台前线工作者。”分析公司物联网分析(IoT Analytics)的最新估计显示,到2019年底,全球联网设备数量约为95亿部。
 
物联网设备有各种各样的互联网连接:无线个人区域网络(如蓝牙)、无线局域网(如wi-fi)、低功耗广域无线网络(如LPWAN,如Sigfox)、有线网络或蜂窝网络(包括越来越多的5G)。用例包括“智能”家庭和办公室、工厂、城市、交通系统,以及介于两者之间的许多点——包括监控自然世界的剩余部分,在这些部分,卫星连接将变得越来越重要。
 
到2025年,物联网分析预测,全球将有280亿台联网物联网设备,相当于地球上每个人拥有3.4台设备(联合国世界人口预测2025年为81.8亿台)。当然,还有其他预测,但共识已经足够明确:物联网设备将激增,产生大量数据,如果有一个由适当的连接、网关、分析(包括机器学习和人工智能)和存储/存档组成的强大架构作为支撑,这些数据将变得可操作。
 
物联网分析公司(IoT Analytics)在2019年的一份报告中对新兴物联网技术进行了“雷达上的”指导,使用了5个级别的分类:“相当成熟”;接近成熟的;“上来”;“年”;还有《遥远的地平线》。即将成熟的技术包括物联网平台、edge分析、基于IoT的流分析、监督和非监督机器学习、容器、低功耗广域网和发布/订阅消息。其中许多技术已经在生物多样性和与气候变化相关的项目中得到应用。
 
在其2019年十大物联网的发展,物联网分析强调了微微卫星,如欧洲通信卫星公司值得信赖的星座,致力于物联网连接,以及物联网技术的提高作用在帮助组织实现环境目标,在2019年9月的一份报告总结物联网专家Libelium。
 
技术与生物多样性丧失和气候变化
 
非政府组织和慈善机构

1826年由斯坦福德·莱佛士爵士创立的伦敦动物学会(ZSL),以经营伦敦动物园而闻名,同时也是一个重要的国际保护慈善机构。ZSL目前的技术项目之一是即时检测,这是一个结合了传感器、摄像机、低功率无线电网络和卫星技术的监测系统,可以捕捉和传输世界各地关于野生动物和人类活动的实时信息。其目的是远程监控野生动物的行为和栖息地的变化,并对非法偷猎活动及时发出警告。
 
2014年部署的第一个即时检测系统使用了摄像头和金属探测传感器来识别保护区的偷猎者,通过ISM频段上的FSK无线电链路向基站发送图像或警报。从这里,数据通过铱星网络传输到一个指挥中心,以近乎实时的方式向当局发出警报,探测到威胁。
 
随着这一概念得到验证,ZSL和剑桥设计合作伙伴开始着手创建更具雄心的即时检测2.0 (ID 2.0)。ID 2.0规范的关键要素是:负担能力;最大化可连接至基站的传感器设备的数量;设备与基站之间的可靠传输;良好的系统诊断;可用性;低功耗;修改后的相机;以及基于云的数据和警报管理。
 
即时检测2.0系统包括一个与铱卫星星座通信的基站,以及向基站转发图像和警报的摄像机和传感器端点。为了改进原来的基于fsk的系统的传输范围和功耗,ID 2.0使用了LoRa,一种低功耗的广域网,用于摄像机与端点和基站之间的无线通信。
 
根据ZSL的技术项目经理Sam Seccombe的说法,“当我们在2018年实地测试LoRa无线电时,我们管理了10km的无线电传输,当我们通过浓密的灌木发送小数据包时,我们管理了1km的无线电传输,当我们通过茂密的雨林发送数据时,我们管理了1km的无线电传输。”开发了一个定制的LoRa协议来处理图像,这对于这个传统的低数据率、以iot为重点的标准来说是不正常的。
 
基站可以同时接收多达8个设备的数据,如果超过这个数量,可以对传输进行排队。高德代理正在与他们合作开发解决方案,但是我们知道的很多,他们今天为消费者用户提供了解决方案。他们所知道的以及为什么选择高德代理gd Cradlepoint的原因是企业的需求根本不同。Seccombe说,2019年6月的测试成功实现了超过一公里的图像传输,定制的LoRa协议的改进仍在继续。
 
除了改进的传输距离,LoRa还提供了可靠的传输,这要归功于它的aloha型协议,在这种协议中,通信由终端设备发起,上行链路可以在任何时候发送。然后是两个短的下行窗口,提供了与基站进行双向通信的机会——例如,为中断传输重新发送请求。ID 2.0设备是加固的,每天发送电池和内存状态、信号强度和图像/传感器事件频率的报告。尽管出于成本方面的考虑,GPS跟踪被排除在外,但如果设备被移动——例如由于人类或动物的活动——篡改警报将触发警报。
 
系统管理是通过基于浏览器的OAM(观察、管理和维护)工具来处理的,可以通过wi-fi链接访问。ID 2.0设备的设计是尽可能睡眠,由内部锂离子电池供电,也可以选择外部电池(可能是太阳能电池)供电。塞科姆说,ZSL目前正在努力减少睡眠模式下的电量消耗,以延长电池寿命。ID 2.0相机有一个500万像素的传感器和光学元件,可以提供广角或放大的视场,并运行一个Linux操作系统,该系统托管一个图像识别软件,用来决定捕获的图像是否应该传输。一个基于云的接口也计划用于即时检测2.0,它将支持图像和警报处理,以及对现场设备的远程管理。
 
即时检测2.0的现场试验目前正在进行中,生产计划在2020年初。
 
“我们目前面临的重大问题之一是通过CE标志着所需的测试系统,以便它可以提供合法用户在欧洲经济区(EEA)和许多其他国家使用EEA的CE标志标准,“Seccombe告诉ZDNet TechRepublic的姐妹站点。“我知道这不是大象一样有趣的报告将由天线或传感器的地面偷猎者发现相机和大砍刀砍这些树,但我不认为这个问题是众所周知的潜在野生动物保护技术解决方案的开发人员——如果不是预算或及早思考它可能作为一个关键的障碍对于很多人来说,”他补充道。
 
ZSL目前正在重新设计Instant Detect 2.0的一些部分,以消除不必要的电子噪声,并符合严格的EMC和CE认证的RED要求。
 
(人工智能

另一个基于相机的反盗猎系统是TrailGuard AI,该系统具有卫星连接和图像处理功能,由华盛顿特区的非盈利机构RESOLVE与Intel和Inmarsat合作开发。
 
与ZSL的即时检测一样,TrailGuard AI项目需要找到一种方法来减少第一代相机发出的假阳性威胁警报,这些相机是由Leonardo Di Caprio基金会资助的。它通过将英特尔的Movidius Myriad 2 VPU(视觉处理单元)集成到相机中实现了这一点。这种低功耗(1W) SoC(芯片上的系统)增加了一层额外的图像信号和视觉处理智能,使其能够确定何时有人或车辆在场,而不是一些无害的东西,如移动的云或动物。
 
无数2-powered(人工智能相机设计领域进行长达18个月的电池供电,在更大的原始版本有了很大的改善,有一个单独的计算单位需要耗时的和具有潜在危险的现场维修每4 - 6周。
 
近实时警报是通过蜂窝、劳拉或卫星连接传输图像来实现的,这取决于在特定的保护区内可用的资源。TrailGuard AI相机的卫星连接是由Inmarsat提供的,使用它的l波段网络和BGAN(宽带全球区域网络)卫星调制解调器。
 
“偷猎野生动物在非洲流行的水平,尽管尽了最大努力专注的流浪者,大公园边界和崎岖的地形意味着他们经常只了解偷猎的时候太迟了,”Eric Dinerstein博士说,主任WildTech和生物多样性和野生动物在解决方案项目,在一份声明中说。
 
有了TrailGuard AI,护林员队伍应该能够迅速做出反应,在偷猎者发动攻击之前拦截他们。迪纳斯坦博士告诉ZDNet:“TrailGuard最大的优势在于它的早期预警系统:它可以在偷猎者设置陷阱或射杀野生动物之前阻止他们。”
 
Dinerstein说,最初的非人工智能版本的TrailGuard检测到50个入侵者,逮捕了代表20个不同偷猎团伙的30个偷猎者。“在几个月的时间里,我们缴获了1000多公斤的野味、摩托车、陷阱、武器等。”
 
现在,英特尔的人工智能版本已经全速前进。Dinerstein告诉ZDNet,首批300辆手工制作的房车已经被运往非洲的公园,而接下来的700辆房车将由英特尔ODM在中国制造。
 
热带雨林的连接
 
雨林连接(RFCx)是Topher White的创意,他是一位旧金山的工程师和开发者。2011年,他在访问婆罗洲的一个长臂猿保护区并目睹了一棵古老的柚木树被非法砍伐后,受到鼓舞加入了对抗雨林破坏和气候变化的战斗。这个倒下的森林巨人离一个护林员站只有五分钟的步行路程,然而链锯却没有被听到。
 
作为一名经验丰富的“制造者”,怀特着手创建一个基于Android智能手机的预警系统,这些智能手机可以安装在雨林的树冠上,使用太阳能,监听可疑活动(链锯、汽车引擎),并在接近实时的情况下向当局发出警报。也许令人惊讶的是,许多热带雨林地区——尤其是在脆弱的边缘地区——有足够的手机信号覆盖,使得这一目标成为可能。
 
不过,白面临很多障碍:手机必须精简组件的最低限度,一个额外的麦克风连接,manufacturer-installed Android操作系统取代了(现在停止)CyanogenMod确保听力软件——这是从头开始创建的,可以运行。至关重要的是,必须设计一个太阳能电池板系统,以应对森林树冠上被称为“太阳斑点”的阳光直射点。结果是一个由七个面板组成的花瓣形状的结构,这些面板的间距与太阳斑的平均直径相同,能够可靠地提供给手机充电所需的电压(5V)。
 
随后的发展将对这些安装在“监护”设备上的音频的分析转移到了云端,在那里谷歌的TensorFlow机器学习框架被用来识别非法活动的声音,并调整音频输入,以最小化误报的数量。
 
人工智能系统使用“二进制分类器”来确定音频部分是否包含日志记录的符号,以及一个“认知层”,从整个数据集中提取智能。
 
雨林连接目前在巴西北部(瓜马、坦贝地区)、厄瓜多尔(Cerro Blanco)、秘鲁(Alto Mayo、Tambopata)、罗马尼亚(喀尔巴阡山脉)、哥斯达黎加(Osa半岛)和南非(人类摇篮)都有“保护”项目。你可以通过iOS或Android上的雨林连接移动应用来收听这些项目的音频流。
 

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