보존을 위한 Arribada 기술
Raspberry Pi는 Arribada의 야생 동물 모니터링 프로젝트의 핵심입니다.
Raspberry Pi Zero와 카메라 모듈로 캡처한 스틸
카메라 장비의 높은 비용은 종의 개체수와 행동을 모니터링하는 환경 보호론자들에게 큰 장애물이 되었습니다. Arribada 의 저렴하고 강력한 Raspberry Pi 기반 키트는 판도를 바꾸었습니다.
PDF DOWN LOAD
요즘에는 저속 촬영 사진과 원격 액세스 가능한 모니터링 도구가 보존 작업에 일상적으로 사용됩니다. 하지만 Davies가 비영리 단체인 Arribada를 설립한 2017년에 이 도구는 획기적이었습니다. 그는 다양한 서식지와 위치에서 야생동물에 대한 위협에 대한 관심을 끌고자 저비용 모니터링 도구를 개발하기 시작했으며, 심각한 멸종 위기에 처한 동물을 돕는 데 장비 비용이 장벽이 되어서는 안 된다고 판단했습니다. 그는 지나가는 동물을 깨우고 감지하는 카메라 트랩부터 특정 동물이 나타나면 다시 경고를 보내는 장치에 이르기까지 다양한 보존 관찰 도구를 제작하고 설계했습니다.
데이비스는 기술을 사용하여 환경에 긍정적인 기여를 하겠다는 목표로 환경 단체인 Arribada("도착"을 의미하는 이름, 바다거북의 이동과 출산 주기를 나타냄)를 설립했습니다.
도전
Arribada는 종종 사람의 개입 없이 원격 위치에서 사용할 수 있는 강력하고 저렴한 키트가 필요했습니다. 첫 번째 프로젝트는 푸른 바다거북을 모니터링하는 태그였습니다. 이 도구는 어업과 인간 활동이 미치는 영향을 보여주고 멸종 위기에 처한 종에 대해 어떤 보호 조치를 도입해야 하는지에 대한 공개 토론을 제공합니다.
거북이를 추적하려면 Arribada의 솔루션은 생물이 헤엄치는 깊이에서 방수 처리되어야 할 뿐만 아니라 사람의 개입 가능성 없이 안정적으로 작동할 수 있어야 합니다. 또한 가격이 저렴하고 현지 연구팀이 접근할 수 있어야 했습니다.
Raspberry Pi 하드웨어는 펭귄 개체군에 대한 원격 모니터링 장치를 지원합니다.
해결책
Raspberry Pi Zero와 Raspberry Pi 카메라 모듈은 경량 방수 인클로저에 담겨 있습니다. 이것은 바다 거북의 등껍질에 무해하게 부착되어 파도 아래에서의 이동을 추적할 수 있습니다. 장치는 사진, 비디오 및 위치 데이터를 캡처합니다.
“비디오가 녹화되면 태그가 거북이 등껍질에서 풀려나고 2주 후에 물 표면에서 회수됩니다. 이를 통해 암컷과 수컷 거북이 모두의 행동 영상을 캡처할 수 있습니다.”라고 Davies는 설명합니다.
거북이 모니터링의 과제는 GPS 위치 태그가 생물이 표면에 나타날 때만 효과적이며, 그 지속 시간은 종종 2초 미만이라는 것입니다. 삼각 측량 수정을 위해 모니터링 장치를 깨우는 것은 즉각적이지 않으므로 Arribada는 Raspberry Pi Zero 기반 키트의 핵심 부분으로 자체 Horizon Assisted-GPS 태그를 개발했습니다.
이 키트는 거북이의 행동과 위치를 식별할 수 있음을 의미합니다. 최초의 거북이 태그는 AI와 기계 학습이 초기 단계에 있을 때 개발되었지만 지금은 매우 다른 공간에 있다고 Davies는 말합니다. “바다거북용 Raspberry Pi 장치에서 AI 모델을 실행하면 얻을 수 있는 이점을 상상할 수 있습니다. [장치를] 깨우고 장면을 캡처하고 해당 장면을 처리할 수 있으며 장치가 지능적인 결정을 내리도록 할 수도 있습니다. 말하자면, 이건 녹음할 가치가 있는 걸까요? 다시 잠을 잘 가치가 있나요, 아니면 계속 자야 할까요?”
사이트를 계속 모니터링하는 것에 대한 결정을 내리는 것 외에도(아마도 수면 주기에 들어갔다가 한 시간 후에 다시 깨어나 변경된 내용을 확인하는 것 외에도) Raspberry Pi를 사용하면 기계 학습 이점을 얻을 수 있습니다. “우리는 모델을 뽑아내고, 거기 앉아서 좀 더 훈련하고, 비디오 콘텐츠를 조정하고 검토할 수 있습니다. [Raspberry Pi]는 매우 저렴하기 때문에 우리는 아주 적은 비용으로 이 모든 것을 할 수 있습니다.”
이는 Arribada를 정교한 연구 파트너로 표시하기 시작한 접근 방식이며 보존 단체는 “Edge ML이 수행할 작업에 대한 실질적인 관심을 보여줍니다. 우리는 아직도 그것을 Raspberry Pi에서 사용하고 있습니다. 우리는 바다거북에게만 사용하는 것이 아닙니다.”
Raspberry Pi 기반 카메라 장치가 남극 대륙의 펭귄을 모니터링합니다.
일부 이니셔티브에는 맞춤형 솔루션이 필요합니다. 키프로스에서 가장 오랜 역사를 지닌 보호 자선 단체 중 하나인 SPoT(Society for the Protection of Turtles)가 어업 활동을 모니터링하기 위해 LoRa 무선 통신을 사용하는 방법을 모색하고 있던 사례가 바로 이것이었습니다.
Arribada가 설치한 보트 기반 LoRaWAN 게이트웨이는 지역 어업 활동에 대한 자세한 개요를 제공하고 국가 해안 주변의 5개 중요한 거북이 번식 장소에 대한 잠재적인 침해를 보고할 수 있습니다. 4개월 후에 SIM 카드를 등록해야 하는 키프로스 휴대폰 규정으로 인해 SIM 카드를 셀룰러 통신에 사용하는 것이 번거로워서 Raspberry Pi PoE(Power-over-Ethernet) HAT와 함께 Raspberry Pi 4를 사용하여 LoRaWAN을 설정했습니다. 이 설정은 또한 선상에 추적 시스템을 설치하는 데 보트 소유자에게 비용이 들지 않는다는 것을 의미했습니다. 8미터 길이의 기둥에 있는 안테나는 반경 15km 내의 모든 어선에 대한 명확한 시야를 제공하여 강력하고 가시적인 모니터링 시스템을 제공했습니다.
왜 라즈베리 파이인가?
Raspberry Pi는 거의 모든 Arribada 프로젝트의 핵심이 되었습니다. Davies는 이 도구가 "누구나 쉽게 접근할 수 있고 저렴하게 참여할 수 있기 때문에" 항상 자신이 사용하는 도구 중 하나였다고 설명합니다. “당신은 항상 NGO와 함께 일하고 특정 과제를 안고 있는 연구원이나 지역 사회 구성원과 협력 관계를 맺고 있습니다. 우리는 기술로 문제를 해결하기 위해 부름을 받았습니다. 그들은 항상 가격이 저렴해야 하고 수리 및 접근이 가능해야 한다고 말합니다.”
Davies는 다양한 HAT와 함께 Raspberry Pi를 사용하여 필요한 도구를 만들었지만 2021년에 Raspberry Pi Pico가 출시된 후 저가형 마이크로 컨트롤러 보드가 종종 솔루션을 제공한다는 사실을 발견했습니다.
결과
Arribada의 Raspberry Pi 기반 거북이 태그로 수집된 영상은 바다거북의 수를 정량화하고 둥지 위치를 밝혀 특정 해변과 해안 지역이 연중 특정 시기에 금지되어야 한다는 주장을 뒷받침했습니다. 멸종 위기 종.
Raspberry Pi 하드웨어의 저렴한 가격도 큰 영향을 미쳤습니다. 이전에는 환경보호론자들이 필요로 했던 많은 카메라 도구의 가격이 너무 높아 연구 프로젝트가 실행 불가능하거나 범위와 영향력이 심각하게 제한되었습니다. 종종 프로젝트에 실제로 필요한 키트 수량에 자금을 조달할 수 없거나 수리 및 교체 비용이 높기 때문에 시간 경과에 따른 변경 사항을 추적하기 위해 반복적으로 모니터링하는 대신 한 번만 모니터링을 수행할 수 있었습니다.
방수 또는 내후성 인클로저는 키트에서 가장 비용이 많이 드는 요소인 경우가 많습니다.
널리 사용 가능하고 교체나 업그레이드를 위해 쉽게 교체할 수 있는 기성 Raspberry Pi 하드웨어를 사용하여 비용을 절감한 것은 획기적인 변화였습니다. £500의 카메라 대신 Raspberry Pi Zero 또는 Zero W가 포함된 £50 미만의 Raspberry Pi 카메라 모듈을 사용할 수 있습니다. 훨씬 더 저렴한 키트를 많이 배포할 수 있다는 것은 훨씬 더 넓은 지역을 포괄하고 더 정확한 인구 추정치를 제공할 수 있음을 의미했습니다. 대부분의 경우 3D 프린팅된 방수 케이스는 각 키트에서 가장 비싼 요소가 되었습니다. 그리고 새로운 Raspberry Pi 카메라 하드웨어가 출시되면서 Arribada는 이미지 및 비디오 캡처 기능을 크게 향상시킬 수 있었습니다.
Arribada는 또한 세계 여러 지역의 펭귄 개체수를 모니터링하는 광범위한 연구 프로젝트인 Penguin Watch 프로젝트를 수주했습니다. Arribada의 Python으로 제어되는 Raspberry Pi 카메라 설정은 펭귄 학자들이 이전에 사용했던 상업용 카메라보다 최소 3배 저렴했습니다. 비용 절감으로 인해 팀에서는 모니터링 키트의 배치 위치에 대한 불만이 훨씬 줄어들었고 일부 장치가 필연적으로 손상될 수 있는 원격 모니터링을 위해 장비를 제자리에 두는 것에 대해 더 편안해졌습니다.
실제로 하드웨어는 온도에 대한 복원력이 매우 뛰어난 것으로 입증되었습니다. Penguin Watch 카메라 장치는 Arribada 팀이 유지 관리 방문을 하기 전에 세 번의 남극 겨울을 견뎌냈습니다. 그들은 3년치의 사진을 검색할 수 있었고 Raspberry Pi 장치가 매일 한 번씩 사진을 캡처하여 모든 단일 이미지를 저장하기 위해 안정적으로 깨어났다는 것을 발견했습니다. 변화하는 환경과 그것이 펭귄 개체수에 미치는 영향을 담은 이 사진 저널은 기후 변화와 서식지 손실에 대한 대화에 직접적으로 기여했습니다.
