Слоны как двигатель компьютерного прогресса
Обновлено: 04.07.2024
Слоны в лесу, вид из космоса. Зеленые прямоугольники показывают слонов, обнаруженных алгоритмом, красные прямоугольники показывают слонов, проверенных людьми. Предоставлено: спутниковый снимок (c) Maxar Technologies, 2020 г.
Спутниковые снимки, обработанные с помощью компьютерных алгоритмов, — новый многообещающий инструмент для наблюдения за исчезающими видами дикой природы.
Впервые ученые успешно использовали спутниковые камеры в сочетании с глубоким обучением для подсчета животных в сложных географических ландшафтах, что сделало защитников природы важным шагом вперед в мониторинге популяций исчезающих видов.
Для этого исследования спутники Worldview 3 и 4 использовали изображения с высоким разрешением, чтобы запечатлеть африканских слонов, передвигающихся по лесам и лугам. Автоматизированная система обнаруживала животных с той же точностью, что и люди.
Алгоритм, обеспечивающий процесс обнаружения, был создан доктором Ольгой Исуповой, специалистом по информатике из Университета Бата. Проект был реализован в сотрудничестве с Оксфордским университетом и Университетом Твенте в Нидерландах.
Доктор. Исупова сказала, что новый метод съемки позволяет сканировать обширные участки земли за считанные минуты, предлагая столь необходимую альтернативу наблюдателям-людям, подсчитывающим отдельных животных с низколетящих самолетов. Проходя по земле, спутник может собрать более 5000 км² изображений за считанные минуты, что исключает риск двойного учета. При необходимости (например, при облачном покрытии) процесс можно повторить на следующий день, при следующем заходе спутника.
Популяция африканских слонов за последнее столетие резко сократилась, в основном из-за браконьерства и фрагментации среды обитания. Поскольку в дикой природе осталось около 415 000 африканских саванных слонов, этот вид классифицируется как находящийся под угрозой исчезновения.
«Точный мониторинг необходим, если мы хотим спасти вид, – – сказала д-р Исупова. «Нам нужно знать, где находятся животные и сколько их».
Спутниковый мониторинг исключает риск беспокойства животных во время сбора данных и гарантирует, что люди не пострадают в процессе подсчета. Это также упрощает подсчет животных, перемещающихся из страны в страну, поскольку спутники могут вращаться вокруг планеты, не обращая внимания на пограничный контроль или конфликты.
Это исследование не было первым, в котором использовались спутниковые изображения и алгоритмы для наблюдения за видами, но оно было первым, в котором удалось надежно отслеживать животных, передвигающихся по неоднородному ландшафту, то есть по фону, включающему участки открытых пастбищ, лесов и частично покрытие.
"Такая работа уже проводилась с китами, но, конечно, весь океан синий, поэтому считать гораздо проще", – говорит д-р Исупова. «Как вы понимаете, в неоднородном ландшафте очень сложно идентифицировать животных».
Исследователи считают, что их работа демонстрирует потенциал технологий для поддержки защитников природы в их бедственном положении по защите биоразнообразия и замедлению прогресса шестого массового вымирания — продолжающегося вымирания, вызванного деятельностью человека.
"Нам нужно найти новые современные системы, которые помогут исследователям собирать данные, необходимые им для спасения видов, находящихся под угрозой исчезновения", — сказала д-р Исупова.
Африканские слоны были выбраны для этого исследования по уважительной причине: это самые крупные наземные животные, и поэтому их легче всего обнаружить. Однако д-р Исупова надеется, что вскоре из космоса можно будет обнаружить гораздо более мелкие виды.
"Разрешение спутниковых снимков увеличивается каждые пару лет, и с каждым увеличением мы сможем видеть более мелкие объекты с большей детализацией", — сказала она, добавив: "Другим исследователям удалось обнаружить гнезда черных альбатросов на снегу. Без сомнения, контраст черного и белого облегчил задачу, но это не меняет того факта, что гнездо альбатроса составляет одну одиннадцатую размера слона».
Ссылка: «Использование спутниковых изображений очень высокого разрешения и глубокого обучения для обнаружения и подсчета африканских слонов в неоднородных ландшафтах», авторы Исла Дюпорж, Ольга Исупова, Стивен Рис, Дэвид В. Макдональд и Тиджун Ван, 23 декабря 2020 г., < em>Дистанционное зондирование в экологии и охране природы.
DOI: 10.1002/rse2.195
Исследователями, участвовавшими в этом проекте, были доктор Ольга Исупова из Университета Бата, Исла Дюпорж, доктор Стивен Рис и профессор Дэвид В. Макдональд из Оксфордского университета, а также доктор Теджун Ван из Университета Твенте. .
Этот коммерческий робот-трактор с двигателем мощностью 100 л. с. работает на некоторых полях в Европе.
Приехать в страну, чтобы поговорить с дальновидными фермерами, для меня очень весело, как и должно быть. С теми, кто по-своему использует технологии для продвижения своей деятельности, интересно поговорить. А во время недавней поездки на ферму зашел разговор об автоматизированном оборудовании, в частности о дополнительных инструментах, позволяющих максимально повысить производительность труда одного человека.
Идея о том, чтобы вторая машина отражала первую, или одна машина без водителя стартует с одного конца поля, а другая машина с водителем стартует с противоположного конца, для некоторых является мечтой. Например, повышение производительности за счет одного человека, управляющего двумя комбайнами, — это интересно. О, потребуется некоторое время, чтобы подготовиться, но исследования беспилотных транспортных средств продолжают развиваться.
И это натолкнуло на интересную мысль: будут ли сельскохозяйственные роботы слонами или пауками? Оба подхода имеют свои достоинства в зависимости от того, что они должны делать.
Не требуя оператора, этому трактору не приходится нести вес кабины и других систем.
Конечно, "робот-комбайн" должен быть большим, чтобы убирать сотни бушелей зерна. Без кабины для оператора и, возможно, только с контроллером меньшего размера у вас будет больше места для зернового бункера большего размера. Это идея слона, когда более крупные автоматизированные машины заменяют более традиционные машины, будь то полностью автономные или с полузеркальной операцией между двумя машинами.
Другой пример — робот-трактор, с которым я столкнулся на выставке «Агритехника» (см. фото на этой странице). Нет необходимости в рабочем месте оператора, а мощность машины достаточна, чтобы управлять граблями для сена или небольшим культиватором, начиная с одного конца поля, в то время как вы работаете на другом, автоматически работая вдали. Или вы можете просто бросить его, запустить и позволить ему самостоятельно объездить целое поле, пока вы идете своей дорогой.
Но дискуссия о большом и малом может измениться, когда вы заговорите о борьбе с сорняками. Вот где больше не может быть выбором, но мы ни в коем случае не отказываемся от попыток создания полноразмерных машин. Еще одна машина, которую я видел прошлой осенью на выставке Agritechnica, предложила идею небольших машин, перемещающихся по вашим полям и выполняющих определенные задачи. Для более крупных «слонов» поля это были бы пауки.
Пауки могли визуально различать сорняк и культурное растение и уничтожать сорняк, переходя к следующему для уничтожения. Мы зацикливаемся на идее места оператора в машине, которая увеличивает размер, но развертывания беспилотных наземных транспортных средств, которые могут отличить пальмовый амарант от растения сои - даже при самом эффективном небольшом размере сорняка - и удалить его раньше. , было бы неплохо.
Мы уже показывали беспилотный наземный транспорт в понедельник в выпуске «Новый продукт», и он предназначен для обеспечения безопасности и некоторых других задач, но это только начало. Leica Geosystems занимается этим. Наука продолжает развиваться.
Вы должны были бы обдумать идею о том, что дюжина маленьких механических дроидов*, убивающих сорняки, бегает или катается по вашей ферме. Тем не менее, это было бы эффективно. Считайте их Roomba, убивающим сорняки, который отправляется каждый день, когда свет подходит для этих оптических датчиков, и возвращается позже, чтобы зарядиться. Они могут выходить на улицу четыре или пять раз в день, а с помощью нескольких машин они могут выполнять работу, которую вы, возможно, помните в детстве, — выпалывать сорняки.
Все это звучит надуманно, но с ростом стоимости рабочей силы и сокращением доступной рабочей силы это может стать реальностью раньше, чем вы думаете. Исследователи уже усердно работают над визуальными системами, которые могут отличить сорняк от растения (даже в ряду), а стоимость компьютерных вычислительных мощностей с каждым годом падает все быстрее, поэтому прорыв здесь неизбежен.
Вам просто нужно выбрать лучший инструмент для работы - слон или паук. Когда они появятся на рынке, выбор, вероятно, будет довольно ясен. Оставайтесь с нами.
*Примечание редактора: Droid является зарегистрированным товарным знаком Lucasfilm Ltd. Мы всегда находим это забавным, когда слово Droid используется в продукте, а мелкий шрифт содержит информацию об этом товарном знаке.
Я давно утверждаю, что IBM недостаточно рисковала, когда дело доходило до создания новых рынков. Все всегда должно было быть связано с «Компаниями, которые правят миром», «Состоянием-мы-не-используем-37-сигналов-сотни». IBM не собиралась инвестировать в вещи без гарантированной отдачи — исследования и разработки становятся чисто управляемым и оплачиваемым явлением, проводимым клиентами.
Очевидно, я ошибся. Ознакомьтесь с Нью-Йорк Таймс:
I.B.M. сообщила о солидном 12-процентном приросте чистой прибыли в четвертом квартале, противореча тенденции резкого снижения для многих технологических компаний на фоне экономического спада и удивления Уолл-Стрит. Компания считается лидером глобальных расходов на технологии среди корпораций. Тем не менее, его высокие результаты в четвертом квартале, по мнению аналитиков, в основном указывают на успех его стратегии в последние годы, направленной на более прибыльное программное обеспечение и услуги и снижение его зависимости от бизнеса компьютерного оборудования, который больше страдает во время экономических циклов.
В IBM полно веса, жира и странных шишек — это скорее слон, чем чистокровный Intel.
На прошлой неделе производитель чипов Intel сообщил, что прибыль в четвертом квартале упала на 90 процентов.
Когда вы охотитесь в саванне за водой в засушливый сезон, каждый раз следуйте за слоном. Очевидно, что специализация — не лучшее место в условиях экономического спада. IBM не лидер, это гораздо больше. Big Blue сама по себе является крупной экономикой и необычайно успешной.
Текущие финансовые показатели IBM кажутся чуть ли не причудливыми. Посмотрим, сможет ли она выдержать эту депрессию, но я знаю, что IBM, как и Cisco, рассматривает текущую ситуацию как возможность. Если IBM не получила того уважения, которого, по ее мнению, она заслуживает на пути вверх, она чертовски уверена, что получит его на пути вниз. Мы можем ожидать больше приобретений, много хардкорных игр с конкурентами и так далее.
Но не сбрасывайте со счетов и органический портфель компании. Lotus — новейший бренд программного обеспечения IBM, который претерпел экстремальные изменения. Это долговременный проект, почти донкихотский по своей природе. То есть Lotus — это бренд, который все любят ненавидеть. Люди, которые использовали Notes в 1995 году, до сих пор жалуются на этот опыт.
Откровенно говоря, новые мэшап-серверные инструменты IBM просто потрясающие. Если компании удастся заставить людей перепрыгнуть через горб бренда (Эд-подождите, это слон или верблюд?), она преуспеет в пространстве Предприятия 2.0, которое, как некоторые даже утверждают, ниспровергнет природу Фирмы. Я хотел быть в Lotusphere в этом году, потому что знал, что все это будет круто. Вместо этого мне пришлось следить за ним в твиттере. Как говорит мой человек Джон Саймондс:
мы используем твиттер @lotusphere, чтобы следить за всем трафиком. В этом году больше твитов, чем блогов, социальный сдвиг
Эд Брилл, игрок Lotus, делает то же самое.
Хотя я обычно говорю такие вещи, как Facebook для предприятия… это Facebook (ура, Ден!) или задаюсь вопросом, как интегрировать корпоративные каталоги с веб-социальными сетями, IBM продолжает воспроизводить классные вещи с корпоративными прибамбасами. Bluehouse, теперь называемый LotusLive, является последним примером того же. Достаточно скоро клиенты IBM смогут поиграть с BlueTwit с ребрендингом, который в настоящее время является внутренним клоном Twitter IBM.
В отличие от веб-компаний, IBM делает свои «постоянные бета-версии» за брандмауэром — как я уже сказал, вес имеет большое значение, если это означает, что количество пользователей превышает 330 000.
Как я уже говорил, IBM очень серьезно относится к Smarter Planet. Когда Барак Обама говорит о создании 4 миллионов новых рабочих мест за 2 года, он опирается на данные IBM. Не говоря уже о погоне за Новым Новым Вещью, речь идет о получении оплаты в Новом Новом Курсе.
Раньше я думал, что Стивен, мой деловой партнер, слишком осторожен. Теперь я просто очень счастлив, что у нас нет долгов и денег в банке. Я уверен, что многие сотрудники IBM сейчас думают так же.
Мой совет крупным корпоративным клиентам: ознакомьтесь с новыми инструментами Lotus, возможно, они вас удивят. И вы знаете, что IBM никуда не денется. Тем временем конкуренты IBM — посмотрите в зеркало заднего вида — Elephant может быть ближе, чем вы думаете.
Слоны в лесу, вид из космоса. Зеленые прямоугольники показывают слонов, обнаруженных алгоритмом, красные прямоугольники показывают слонов, проверенных людьми. Предоставлено: спутниковый снимок (c) Maxar Technologies, 2020 г.
Спутниковые снимки, обработанные с помощью компьютерных алгоритмов, — новый многообещающий инструмент для наблюдения за исчезающими видами дикой природы.
Впервые ученые успешно использовали спутниковые камеры в сочетании с глубоким обучением для подсчета животных в сложных географических ландшафтах, что сделало защитников природы важным шагом вперед в мониторинге популяций исчезающих видов.
Для этого исследования спутники Worldview 3 и 4 использовали изображения с высоким разрешением, чтобы запечатлеть африканских слонов, передвигающихся по лесам и лугам. Автоматизированная система обнаруживала животных с той же точностью, что и люди.
Алгоритм, обеспечивающий процесс обнаружения, был создан доктором Ольгой Исуповой, специалистом по информатике из Университета Бата. Проект был реализован в сотрудничестве с Оксфордским университетом и Университетом Твенте в Нидерландах.
Доктор. Исупова сказала, что новый метод съемки позволяет сканировать обширные участки земли за считанные минуты, предлагая столь необходимую альтернативу наблюдателям-людям, подсчитывающим отдельных животных с низколетящих самолетов. Проходя по земле, спутник может собрать более 5000 км² изображений за считанные минуты, что исключает риск двойного учета. При необходимости (например, при облачном покрытии) процесс можно повторить на следующий день, при следующем заходе спутника.
Популяция африканских слонов за последнее столетие резко сократилась, в основном из-за браконьерства и фрагментации среды обитания. Поскольку в дикой природе осталось около 415 000 африканских саванных слонов, этот вид классифицируется как находящийся под угрозой исчезновения.
«Точный мониторинг необходим, если мы хотим спасти вид, – – сказала д-р Исупова. «Нам нужно знать, где находятся животные и сколько их».
Спутниковый мониторинг исключает риск беспокойства животных во время сбора данных и гарантирует, что люди не пострадают в процессе подсчета. Это также упрощает подсчет животных, перемещающихся из страны в страну, поскольку спутники могут вращаться вокруг планеты, не обращая внимания на пограничный контроль или конфликты.
Это исследование не было первым, в котором использовались спутниковые изображения и алгоритмы для наблюдения за видами, но оно было первым, в котором удалось надежно отслеживать животных, передвигающихся по неоднородному ландшафту, то есть по фону, включающему участки открытых пастбищ, лесов и частично покрытие.
"Такая работа уже проводилась с китами, но, конечно, весь океан синий, поэтому считать гораздо проще", – говорит д-р Исупова. «Как вы понимаете, в неоднородном ландшафте очень сложно идентифицировать животных».
Исследователи считают, что их работа демонстрирует потенциал технологий для поддержки защитников природы в их бедственном положении по защите биоразнообразия и замедлению прогресса шестого массового вымирания — продолжающегося вымирания, вызванного деятельностью человека.
"Нам нужно найти новые современные системы, которые помогут исследователям собирать данные, необходимые им для спасения видов, находящихся под угрозой исчезновения", — сказала д-р Исупова.
Африканские слоны были выбраны для этого исследования по уважительной причине: это самые крупные наземные животные, и поэтому их легче всего обнаружить. Однако д-р Исупова надеется, что вскоре из космоса можно будет обнаружить гораздо более мелкие виды.
"Разрешение спутниковых снимков увеличивается каждые пару лет, и с каждым увеличением мы сможем видеть более мелкие объекты с большей детализацией", — сказала она, добавив: "Другим исследователям удалось обнаружить гнезда черных альбатросов на снегу. Без сомнения, контраст черного и белого облегчил задачу, но это не меняет того факта, что гнездо альбатроса составляет одну одиннадцатую размера слона».
Ссылка: «Использование спутниковых изображений очень высокого разрешения и глубокого обучения для обнаружения и подсчета африканских слонов в неоднородных ландшафтах», авторы Исла Дюпорж, Ольга Исупова, Стивен Рис, Дэвид В. Макдональд и Тиджун Ван, 23 декабря 2020 г., < em>Дистанционное зондирование в экологии и охране природы.
DOI: 10.1002/rse2.195
Исследователями, участвовавшими в этом проекте, были доктор Ольга Исупова из Университета Бата, Исла Дюпорж, доктор Стивен Рис и профессор Дэвид В. Макдональд из Оксфордского университета, а также доктор Теджун Ван из Университета Твенте. .
Читайте также: