An Overview Of Our Solution
O Conservation X Labs desenvolveu o Sentinel, uma câmera inteligente usada para entender e proteger melhor a vida selvagem contra ameaças de caça furtiva e comércio ilícito, além de mitigar as interações homem-vida selvagem. O Sentinel aborda as maiores ameaças na linha de frente da crise da biodiversidade, fornecendo ferramentas avançadas para processar informações e fornecer insights valiosos e acionáveis para os guardas-parques estarem mais bem equipados para proteger a vida selvagem e os habitats críticos. Atualmente, o Sentinel opera na Península de Osa, na Costa Rica, identificando onças, antas, queixadas e outras espécies de interesse para fornecer aos guardas florestais densidades populacionais e padrões de migração precisos. O Sentinel também identifica operações suspeitas de pessoas e veículos para os guardas florestais usarem como primeira linha de defesa contra a caça furtiva e o tráfico de vida selvagem da biodiversidade nesses ecossistemas.
Who is this solution impacting?
Ecossistema
Florestas
Tipo de comunidade
Rural
Additional Information
- Population Impacted: 22.000
- Continent: América do Norte
General Information
Primeiro nome
Alex
Sobrenome
Dehgan
Tipo de organização
sem fins lucrativos
taylor@conservationxlabs.org
Challenge
Análise de contexto
As ferramentas confiáveis e mais usadas atualmente em tecnologia de conservação permitiram a captura de dados da vida selvagem que seriam impossíveis para os humanos coletarem sozinhos e também promovem uma melhor compreensão do comportamento e ameaças a espécies ameaçadas ou espécies de interesse globalmente. Muitos dos fatores subjacentes de extinção mais significativos são causados por cenários sensíveis ao tempo, como caça furtiva, espécies invasoras e doenças zoonóticas. É comum que as equipes dediquem porções significativas de seus recursos para recuperar manualmente os dados das câmeras de trilha e analisar individualmente milhares de imagens. Como resultado, agir com base nesses insights ou usá-los para a tomada de decisões não é mais oportuno ou viável. Atualmente, não há solução que forneça informações quase em tempo real da natureza para informar as atividades de conservação. Esses desafios são particularmente difíceis para a Osa Conservation, parceira local da CXL na Costa Rica, em seus esforços para monitorar e proteger a vida selvagem ameaçada na Península de Osa, uma região que abriga mais de 2,5% da biodiversidade mundial. Com mais de 700 milhas quadradas de ecossistemas ricos e diversos, a Península de Osa e as espécies que vivem lá estão ameaçadas por inúmeras atividades, não limitadas à invasão de habitat, caça furtiva e comércio ilícito de vida selvagem. As espécies ameaçadas, em particular as onças, correm maior risco devido ao comércio ilegal de animais selvagens nesta região, e a perda de espécies pode ter consequências terríveis para o turismo, economia e cultura da região.
Solution
Descreva a solução técnica que você queria que o público-alvo adotasse
Os dispositivos de monitoramento existentes, como câmeras de trilha e sensores acústicos, funcionam como simples gravadores, acumulando dados indiscriminados que só podem ser analisados e interpretados retrospectivamente. Em resposta a isso, a CXL criou o Sentinel, para conectar-se a ferramentas padrão de monitoramento da vida selvagem e processar dados imediatamente por meio de modelos locais de IA. Ao transmitir apenas informações úteis a partir de grandes quantidades de dados filtrados, o Sentinel permite o reconhecimento em tempo real sempre que algo crítico é detectado – como a presença de um caçador furtivo – para que os usuários possam tomar medidas imediatas. Projetado para ser econômico e acessível, o Sentinel permite que usuários não técnicos, como guardas florestais, conservacionistas, cientistas, proprietários de fazendas e outros, aproveitem as tecnologias de IA com uma plataforma poderosa que não requer conhecimento ou experiência em codificação. O Sentinel possibilita o monitoramento ambiental em tempo real, colocando o poder da IA nas mãos daqueles que trabalham para proteger a vida selvagem ameaçada e os ecossistemas críticos.
Descreva sua intervenção comportamental.
Antes da parceria com a Conservation X Labs, a Osa Conservation gastou uma quantidade significativa de tempo e recursos da equipe verificando manualmente as câmeras de trilha, trocando baterias e cartões SD e clicando em fotos e vídeos coletados para identificar informações valiosas. No momento em que informações valiosas são identificadas neste árduo processo, o assunto mudou de local, o evento crítico passou e a ação geralmente é tarde demais. A Osa Conservation é a primeira organização na América Latina a usar dispositivos Sentinel em toda a floresta tropical para fornecer monitoramento contínuo ao vivo dos habitats ao redor. Dada a capacidade do Sentinel de fornecer verificações de auto-saúde sobre a vida útil da bateria, capacidade de memória e movimento se forem roubados, o Osa Conservation ajudou a provar imenso valor na redução da quantidade de tempo gasto na recuperação de informações acionáveis e está ajudando a incentivar o uso do Sentinel com outros usuários em potencial lutando com os mesmos desafios. As implantações do Sentinel na selva da Península de Osa permitiram que sua equipe gastasse menos recursos e combustível em viagens para rastrear locais de câmeras e realocar recursos para promover o impacto positivo de seu trabalho. Com o objetivo de 100 câmeras monitorando constantemente 4.500 hectares de floresta tropical, o tempo de reação antecipado desde a identificação de ameaças e eventos na natureza até a ação em 1440x.
Alavancas Comportamentais Utilizadas
Apelos emocionais
Em formação
Incentivos materiais
Conforme necessário, explique como você utilizou a(s) alavanca(s) com mais detalhes.
O principal objetivo do Sentinel é fornecer informações valiosas aos usuários que precisam de dados rápidos para tomar decisões acionáveis e liberar recursos limitados. A capacidade de realocar recursos e tomar decisões em tempo real, sólidas e baseadas em dados sobre várias questões de conservação – a presença de uma espécie ameaçada, caçador furtivo ou atividade comercial ilícita – é valiosa para uma ação de conservação impactante. O Sentinel é uma ferramenta que ajuda a identificar algumas das espécies mais ameaçadas da região, reforça as regras nacionais que proíbem o tráfico de animais selvagens e protege animais carismáticos que despertam a emoção de locais e visitantes. O Sentinel informa patrulhas e decisões de gerenciamento e também desencoraja potenciais traficantes e criminosos de prejudicar a vida selvagem com a ameaça adicional de serem pegos. O Sentinel é um produto que utiliza uma combinação dessas alavancas para alterar o comportamento de como as pessoas tratam e protegem a biodiversidade da Península de Osa.
Implementation
Video file
Descreva sua implementação
O Sentinel é um sistema composto por quatro peças distintas:
- Um adaptador de IA universal de baixa potência que torna as ferramentas de monitoramento ambiental atuais, como câmeras de trilha, capazes de executar modelos de IA locais. Notificações sobre eventos em estado selvagem são enviadas aos usuários em tempo real à medida que são detectados e processados;
- Um painel de usuário para gerenciar frotas de Sentinels remotamente, implantar novos modelos e atualizações no ar e visualizar informações recebidas;
- Um AI Model Marketplace online (semelhante a uma loja de aplicativos) para navegar, baixar e instalar modelos no Sentinel que atendam às necessidades dos usuários; e,
- Um pipeline online dentro do Model Marketplace, onde os usuários inserem as perguntas que esperam responder. Nosso back-end cria automaticamente um modelo de IA personalizado para o usuário implantar em seus Sentinels, sem que os usuários toquem em uma única linha de código.
Ao construir uma solução completa de ponta a ponta para as organizações protegerem melhor a vida selvagem em sua região, o Sentinel se torna uma ferramenta sustentável usada diariamente como parte de seu fluxo de trabalho. Câmeras inteligentes sentinelas estão sendo implantadas em toda a floresta tropical da Península de Osa, inicialmente para identificar onças, antas, queixadas e comportamento suspeito de humanos/veículos. Isso permite que a Osa Conservation e os guardas florestais locais tenham acesso rápido ao local onde esses animais estão localizados e respondam rapidamente a ameaças iminentes de caça furtiva. A CXL continua a trabalhar em estreita colaboração com a equipe de Osa Conservation para garantir que as câmeras Sentinel funcionem bem no ecossistema da floresta tropical e forneçam valor e informações às suas equipes.
Ao longo da implantação, a equipe enfrentou vários desafios, como mudar de conexão de rede celular para satélite após testar protocolos de comunicação em campo. A equipe também melhorou a duração da bateria dos Sentinels como resultado de nossos testes de campo com a equipe de Conservação de Osa. Medimos o sucesso pela utilidade do Sentinel, pois pretendemos monitorar 4.500 hectares de floresta tropical para proteção da vida selvagem em tempo real.
Descreva a liderança para sua solução. Quem está liderando a implementação?
O Conservation X Labs é liderado pelos co-fundadores Dr. Alex Dehgan e Dr. Paul Bunje. Como ex-cientista-chefe da USAID, Dehgan fundou seu Escritório de Ciência e Tecnologia e estabeleceu anteriormente o primeiro Parque Nacional no Afeganistão. Bunje tem mais de uma década de experiência executiva, arrecadando mais de $ 80 milhões para Desafios e Prêmios Científicos Globais durante seu tempo na XPRIZE.
O desenvolvimento e a implementação do Sentinel são liderados por Sam Kelly, com ampla experiência em eletrônicos prontos para uso em campo. Anteriormente, ele cofundou o FaunaLabs com o Nowacek Lab da Duke University. O Dr. Dante Wasmuht lidera a pesquisa de IA do Sentinel e o desenvolvimento do modelo, com experiência como Neurocientista do Comportamento da Vida Selvagem da Universidade de Oxford. Henrik Cox lidera o gerenciamento, desenvolvimento e marketing de produtos do Sentinel. O Dr. Chad Gallinat lidera as operações da equipe Sentinel e já liderou pesquisas sobre dispositivos implantáveis em campo e gerenciou colaborações internacionais multimilionárias com
Compartilhe alguns dos principais parceiros ou partes interessadas envolvidos no desenvolvimento e implementação de sua solução.
A CXL tem dois tipos de parcerias indispensáveis para o sucesso: 1) parceiros técnicos e 2) parceiros de implantação.
Parceiros técnicos:
- A Universidade do Texas, Austin e o Centro de Computação Avançada do Texas fornecem tempo de computação para o desenvolvimento de modelos e recursos de processamento de dados como parte de um esforço para usar o excesso de tempo de computação para conservação; e,
- A Edge Impulse transfere modelos pesados de visão de máquina baseados em nuvem para modelos mais leves prontos para borda e concordou em fornecer seu design para uma versão de câmera tudo-em-um do dispositivo Sentinel em troca de ajudar a comercializar a câmera.
Parceiros de implantação:
- Conservação da Ilha para identificar roedores invasores na Costa Oeste dos EUA e no Havaí;
- Earthranger e SMART para integrar a entrega de insights de dados e expandir a escalabilidade de tais implantações;
- Sabine Plattner African Charities (SPAC) para caracterizar o comportamento dos primatas e a reidentificação dos gorilas na República Democrática do Congo; e,
- Osa Conservation para detectar a caça furtiva de espécies ameaçadas, principalmente onças-pintadas, na Costa Rica.
O Conservation X Labs tem aprendido trabalhando com os primeiros parceiros e clientes para entender como eles se beneficiariam ao trabalhar com o Sentinel e ajustar para que mais pessoas o usem no futuro. Os insights dos dispositivos Sentinel são enviados para o painel do usuário on-line, que pode ser visualizado, corrigido e compartilhado facilmente com outros usuários ou baixado para compartilhamento externo.
O Model Marketplace é uma plataforma voltada para a comunidade, projetada para funcionar com o Sentinel e criada para atender aos usuários, tornando a tecnologia de IA acessível para programas de conservação locais. A plataforma permite que pesquisadores e desenvolvedores hospedem modelos que podem ser benéficos para a comunidade conservacionista mais ampla para baixar e implementar em seus próprios projetos. O Model Marketplace será de código aberto para permitir que a comunidade aprenda uns com os outros, tenha acesso a tecnologias avançadas e contribua com isso ao longo do tempo.
Impact
Quem adotou o(s) comportamento(s) desejado(s) e em que grau? Inclua uma explicação de como você mediu uma mudança de comportamento.
O Sentinel afeta significativamente a velocidade e a escala do processamento de dados para permitir uma resposta rápida e ações relevantes relacionadas a 1) identificar automaticamente onças-pintadas ameaçadas na Costa Rica e prevenir incidentes de caça furtiva em tempo real, 2) detectar e apoiar a captura de roedores invasores na Califórnia e Havaí e 3) compreender e abordar a leucomielopatia felina (FLM), uma doença neurológica presente nas panteras da Flórida. No caso da detecção de roedores, a Island Conservation, parceira da Conservation X Labs, usou modelos para reduzir as velocidades de processamento de dados em mais de 90% e reduzir os custos de processamento de dados em 4x, liberando recursos. A Florida Wildlife Commission usou modelos Sentinel para identificar FLM em panteras da Flórida com 90% de precisão para entender melhor e responder à propagação desta doença neurológica. O impacto da realocação de recursos ainda não foi identificado, mas o CXL prevê que o resultado seja significativo.
Como você impactou o meio ambiente (conservação da biodiversidade, ecossistemas, etc.)? Por favor, seja específico e inclua a metodologia de medição quando relevante.
A aplicação de IA do CXL é fundamental para reduzir a quantidade de dados transmitidos de locais remotos e eficiente na filtragem de grandes conjuntos de dados de imagens, destacando eventos que são de interesse para uma questão específica. A maioria dos dispositivos depende de sistemas de satélite de baixa potência ou protocolos LoRa/SigFox que são capazes apenas de enviar mensagens de texto curtas, portanto, é necessário processar os dados no dispositivo, compactando e priorizando efetivamente os dados para os usuários finais que mais precisam. Processar automaticamente os dados com AI pode reduzir o tempo em mais de 90% e reduzir o custo de processamento de dados em 3-5x. Dependendo dos dados de treinamento disponíveis, os algoritmos variam entre 80-95% de precisão, o que corresponde ao desempenho humano em alguns conjuntos de dados. Isso fornece às organizações de conservação alertas instantâneos de ameaças. Ao monitorar a floresta tropical com o Sentinels, podemos fornecer as informações mais rápidas e precisas para proteção das onças remanescentes e outras espécies ameaçadas na área.
Como sua solução impactou os desafios de equidade (incluindo raça, etnia, classe social/renda, comunidades indígenas ou outros)?
O Conservation X Labs prioriza o trabalho com comunidades locais, organizações e pessoas que melhor entendem as necessidades da região em implantações e uso do Sentinel e continuarão a fazê-lo. Devido à área de impacto, isso inclui populações sub-representadas, como comunidades indígenas e populações locais. Para cada implantação ou programa, a equipe do Sentinel garante parcerias locais poderosas que fornecem uma perspectiva única e relevante e trabalham com especialistas na área. Ao trabalhar com a Osa Conservation, uma organização local de conservação baseada em campo, o maior impacto ocorre quando está nas mãos dos usuários que melhor entendem o problema. Em locais rurais e remotos, essas são frequentemente as populações menos representadas em todo o mundo.
Quais foram alguns co-benefícios do desenvolvimento sustentável?
Embora os impactos específicos variem, as métricas básicas de sucesso são: 1) ODS 15.7 “Eliminar a caça furtiva e o tráfico de espécies protegidas” O Sentinel permite intervenções diretas fora das redes celulares para proteger as espécies e ajudar os ecologistas a entender melhor o comportamento da vida selvagem, e 2) ODS 15.9 “Integrar o ecossistema e a biodiversidade no planejamento governamental” O Sentinel fornece uma avaliação contínua rede de monitoramento que permite decisões dinâmicas para informar uma gestão eficaz nos lugares mais biodiversos.
Replication and Scale
Sustentabilidade: Descreva a sustentabilidade econômica de sua solução.
O desenvolvimento do Sentinel como um produto dependeu substancialmente de financiamentos concedidos até o momento. Também recebemos financiamento por meio de concursos, prêmios, filantropia e contratos. Estamos começando a fabricar Sentinels em processos de pequenos lotes e garantindo clientes adicionais para aumentar nossa receita baseada no mercado. No entanto, ainda dependemos de financiamento adicional por meio de doações até que possamos escalar a um ponto em que possamos ser autossuficientes e economicamente sustentáveis.
A CXL planeja dimensionar o produto diretamente. O trabalho proposto ajudará a reduzir o custo do Sentinels para atingir um público mais amplo. Mais dispositivos significam mais olhos no campo, enviando informações aos usuários sobre cenários sensíveis ao tempo e protegendo mais espécies.
Retorno do investimento: quanto custou para implementar essas atividades? Como seus resultados acima se comparam a esse investimento?
O custo de desenvolvimento e implantação de nosso trabalho com a Osa Conservation ultrapassou US$ 55.000 após um fundo inicial de US$ 50.000 dos parceiros associados da Osa Conservation. Como uma de nossas primeiras implantações de pesquisa do Sentinel, prevíamos que nossos custos excederiam o financiamento fornecido para o projeto. No entanto, desde nossa implantação com a Osa Conservation em maio de 2022 e a segunda implantação projetada em março de 2023, os dispositivos Sentinel se tornaram muito mais econômicos em custo por unidade de fabricação. Implantações e projetos futuros usando o Sentinel renderão retornos de investimento muito maiores em comparação com nosso trabalho de campo inicial com a Osa Conservation na Costa Rica.
Como poderíamos replicar com sucesso esta solução na América Latina?
Esta solução é facilmente replicável em toda a América Latina. As câmeras inteligentes Sentinel podem ser adquiridas e implantadas na natureza, mesmo em locais sem serviço de celular, devido à nossa capacidade de transmitir dados por satélite de forma acessível. Modelos personalizados de IA também podem ser adquiridos para treinamento e implantação para espécies específicas de interesse na América Latina.
O financiamento necessário depende do tamanho das implantações do projeto. Nossos Sentinels custam US$ 350 para unidades de celular e US$ 400 para versões de satélite, com uma assinatura mensal por dispositivo de US$ 20 para celular e US$ 35 para unidades de satélite. Um modelo personalizado é vendido por US$ 5.000 cada. Para referência, estamos nos preparando para a implantação de campo na Colômbia nos próximos meses para 40 Sentinels e 2 modelos de IA, com financiamento de US$ 42.000.