DeterLite ist ein audiovisuelles Abwehrsystem für mehrere Tierarten, das mithilfe von KI herannahende Wildtiere erkennt und identifiziert, um sie mit Ton- und Lichtsignalen zu vergrämen, ohne sie zu verletzen. Es wurde nach der Zusammenstellung umfangreicher Forschungsstudien über die allgemeine Empfindlichkeit von Wildtieren gegenüber akustischen Signalen und deren Ausnutzung zur Abschreckung entwickelt. Die Pilotstudie, die sich auf Elefanten konzentrierte, wurde in der Gudalur Division des Nilgiri Distrikts in Tamilnadu, Indien, von Vinith Robinson und Dr. David Bishop, den beiden Mitbegründern des DeterLite Herstellers, durchgeführt. Sie erkannten den hohen Ton des Quiekens einheimischer Schweine als zuverlässiges Abschreckungsmittel für wilde Elefanten und erprobten es mit einem System, das den Ton auslöst, wenn sich ein Elefant dem Einsatzgebiet nähert.
Das robuste, tragbare, solarbetriebene und wetterfeste Gerät kann einfach an einem Baum oder einem Zaunpfahl befestigt werden. Es ist mit einem Bildverarbeitungssystem ausgestattet, das aus einer infrarotempfindlichen Kamera mit Full-HD-Auflösung und einem Embedded-Prozessor besteht. Um Elefanten auch nachts aufspüren zu können, ist eine IR-Quelle in das Gerät integriert. DeterLite wird von einer Batterie betrieben, die von einem Solarpanel gespeist wird. Dadurch ist es völlig autark und kann an jedem entlegenen Ort ohne Zugang zum Stromnetz installiert werden. Die Kamerabilder werden von einem KI-Modell verarbeitet, das die Arten der erkannten Wildtiere identifiziert. Während jedes Gerät eine beliebige Anzahl von Tierarten erkennen und artspezifische Maßnahmen ergreifen kann, konzentrierte sich der Einsatz in Gudalur ausschließlich auf asiatische Elefanten. Wenn Elefanten entdeckt werden, wird das abschreckende Audiosignal ausgelöst: Ein weißes Licht blinkt, und über die integrierten Lautsprecher ertönt das Quieken von Schweinen. Im Speicher des Geräts sind mehrere Tonspuren von quiekenden Schweinen gespeichert, die nach dem Zufallsprinzip abgespielt werden, um eine Gewöhnung der Elefanten zu vermeiden.
Kostengünstig, stromsparend und wetterfest
Die beiden Forscher entwickelten einen Prototyp, der während der Hochsaison der Elefantenkonflikte getestet wurde. Bishop entwarf das Gerät und trainierte ein Machine Learning-Modell zur Erkennung von Elefanten und anderen Tierarten anhand von Online-Bildbibliotheken und Bildern aus dem Feld. Er und sein Team entwarfen auch eine App, die auf jedem Smartphone installiert werden kann, um DeterLite z.B. so zu konfigurieren, dass neue Audiospuren auf der Grundlage der beobachteten Reaktionen der Elefanten geladen werden.
Während die erste Version des Geräts ein hervorragender Proof of Concept war, kämpfte das Team immer noch mit der wenig zuverlässigen Bildverarbeitung und vor allem mit Problemen bei dem Energiemanagement. Aus diesem Grund wandte sich das Team an Maxlab, ein kanadisches Unternehmen, das sich auf die Entwicklung von Embedded-Bildverarbeitungssystemen für den Einsatz unter schwierigen Außenbedingungen spezialisiert hat. „Maxlab hat uns geholfen, alle Fehler zu beheben, um eine robuste, zuverlässige Bildverarbeitung zu erreichen“, so David Bishop. Parallel zur Fehlerbehebung entwickelte ein anderes Maxlab-Team eine Hardware-Lösung, um DeterLite zuverlässig ohne externe Stromquelle (außer dem Solarpanel) zu betreiben. Das Gerät basiert auf der modularen Plattform Tokay von Maxlab. „Wir haben die Basisvariante unserer Plattform, den Tokay Lite, verwendet, weil sie sehr einfach und robust sowie kostengünstig ist“, erklärt Constantine Malynin, Mitbegründer von Maxlab. Maxlab erweiterte den Tokay Lite um die erforderliche Hardware-Peripherie wie Batterie, Solarmodul, Abwehrblitz und IR-Licht sowie um das Audiosystem zur Auslösung des akustischen Signals.
Fazit & Ausblick
DeterLite wurde erfolgreich zur Abschreckung von Elefanten in Südindien eingesetzt. Es zeigte eine Erfolgsquote von 89% im Vergleich zu 50 bis 60% bei traditionellen Methoden (Elektrozäune, Stacheldraht oder traditionelle menschliche Interaktionen wie Schreie, Feuerwerkskörper, Trommelschläge usw.). Mit dieser Effizienz schützt das Gerät sowohl die lokale Bevölkerung als auch die Elefanten selbst, indem es sie vor potenziell tödlichen Konfrontationen mit Menschen bewahrt. Und das, ohne dass eine große Infrastruktur, ein Stromnetz oder gar Investitionen der Behörden erforderlich sind.
Nach der erfolgreichen Einführung in Indien plant das DeterLite-Team, das System auch in Afrika einzusetzen. Das Funktionsprinzip lässt sich leicht an andere Wildtierarten anpassen. So wurden beispielsweise bereits Modelle für Hyänen, Löwen und Tiger entwickelt. In Gebieten mit Mobilfunknetz könnte es aber auch zur Erkennung von Wilderern eingesetzt werden und automatisch Warnungen an Ranger-Teams senden. Eine weitere mögliche Anwendung ist die Nutzung als virtueller Zaun. In diesem Fall wird das Modell nicht darauf trainiert, wilde Raubtiere aufzuspüren und abzuwehren, sondern Vieh aufzuspüren und es daran zu hindern, fernab der Herde in Gebiete vorzudringen, die nur Wildtieren vorbehalten sind.
www.maxlab.io