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高技术项圈实时跟踪保护野生大象

发布时间:2020-02-10 11:19编辑:科技中心浏览(51)

    高技术项圈实时跟踪保护野生大象

    在肯尼亚的马赛马拉国家保护区,配备了热成像摄像头和无人机的护林员正在打击全副武装的偷猎者,科技正成为这场反偷猎大战的最后武器。马赛马拉国家保护区与坦桑尼亚接壤,是世界上最壮观的野生动物保护区之一。

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    图1:肯尼亚马赛马拉国家保护区副区长尼塔亚·莱玛·兰加斯

    现在在肯尼亚等国测试的设备和伴随软件能够让保护人士智胜偷猎者。 图片来源:Alex Dissanayake Getty Images

    在肯尼亚马赛马拉国家保护区,夜幕开始降临,副区长尼塔亚·莱玛·兰加斯驾驶着路虎越野车驶过风景区,旁边还坐着几位护林员,他们正穿越无形的边界进入邻国坦桑尼亚。一辆满载坦桑尼亚护林员的皮卡车停在边境上,两辆车上的人相互打招呼。一名高级官员展示了他们当天早些时候在某个临时营地逮捕的偷猎者照片。他在智能手机上翻看被砍下的斑马肉照片,这些骨肉散布在干燥的草原上。

    人们应该如何保护相当于一个小国国土面积的非洲保护区里的大象不受偷猎者偷袭呢?这个艰巨的任务主要由公园巡逻员承担,他们可能要花费数周步行搜查灌木,有时他们缺乏基本的装备如无线电收音机、帐篷,甚至是袜子。事实表明,巡逻员在很多时候会输给象牙偷猎者。非洲两种大象最新可获得数据就提供了证据:从2007年到2014年,萨凡纳草原大象数量减少了30%,而丛林象的数量从2002年到2011年减少了62%。

    在短暂的会面之后,30岁的兰加斯及其手下护林员继续着他们的旅程。他们把车停在灌木后面,这是个两边面向悬崖的战略要地。银色的月亮开始在漆黑的天空中张开笑脸,远处闪烁着火光。西尔维娅·纳希帕伊是一名24岁的护林员,她在2016年加入了保护协会。纳希帕伊站在车前,其他护林员正密切关注火炬及其持有者的行动。

    为了遏制大象偷猎行为,保护人士正在转而使用科技。这个科技“军械库”中最新的工具是实时跟踪项圈,这是由位于肯尼亚的非营利组织“拯救大象”研发的,目前被用于10个国家超过320头大象。该组织的研究人员开发了与项圈上的信号可一同使用的算式,以自动监测大象停止移动、速度减慢或是朝着危险区域前进,比如存在猖獗盗猎行为的区域。

    在广袤的草原上,蟋蟀鸣叫着,伴随着兰加斯发出的指示,无线电里偶尔传来的噼噼啪啪声,打破了夜里的寂静。兰加斯通过绑在汽车上的前视红外摄像头扫描该区域,并利用监视器跟踪图像,以引导摄像头。以前,护林员们只能借助手电筒、无线电、肉眼以及耳朵。现在他们使用红外摄像头和手持热摄像头,可以探测到三公里外的偷猎者和动物的体温。有了这些信息,兰加斯的护林员可以在1个小时内追踪并抓到他们。

    镶嵌在项圈中的实验加速器能够监测到异常行为,如“快速移动”——突然的、惊慌性的可能意味着被攻击的逃窜。传统项圈大多数是间隔很久才发送地理坐标或是将其储存在一个地方等待日后检索,与此不同,新设备的实时反馈能够让巡逻员快速做出回应。在若干个案例中,他们因此逮捕了盗猎者。

    兰加斯表示:“如果没有这些设备,很难伏击偷猎者。很多偷猎者已经被捕,我没有确切的数字,但我想现在已经有100多人被捕了。”最近,兰加斯抓获了数十名被翻案起诉的偷猎者。在这一地区,大多数人都为获得丛林肉而偷猎,但护林员们也必须追逐在马赛马拉游荡的大象偷猎者,这片广袤的大草原也是狮子、豹子和猎豹的家园。

    由这些新项圈收集的数据很快便势不可挡。为此,“拯救大象”与微软共同创始人Paul Allen创建的Vulcan公司合作,后者开发了一个开源iOS跟踪应用程序和一个叫作“领域感知系统”的网络应用程序。DAS程序可在潜在问题产生时,如一个大象永久保护点检测到人类入侵者时发出警示。它还能综合大量其他信息,包括附近的巡逻员、车辆和飞机的位置以及枪击侦查、相机陷阱提要、犯罪现场记录、天气以及更多信息。

    在这种情况下,还没有人被逮捕。当护林员们准备离开时,路虎车的一个驱动装置没有启动。几个人聚集在车后,推着车前行,直到引擎启动。前车灯照亮了前方的风景,两辆满载疲惫护林员的汽车隆隆地驶向了远方。尽管肯尼亚护林员非常努力,但大象和犀牛的偷猎数量仍处于警戒水平。环保人士估计,目前在非洲被捕杀的大象比新出生的大象还多。

    “濒危物种贸易公约”组织收集的数据显示,尽管在过去五年中被没收的走私象牙数量有所增加,但被猎杀的大象数量有所减少。不过仅在2015年一年,就有至少2万头大象被猎杀。黑犀牛仍然濒临灭绝。在肯尼亚等国家,它们被聚集在保护区内,由武装的野生动物护林员守卫。虽然许多国家已经开始实施象牙禁令,但亚洲的非法贸易仍未停止。

    2012年,世界野生动物基金会启动了“野生动物犯罪技术项目”(Wildlife Crime Technology Project),该项目专注于利用科技保护世界上最脆弱的物种。这个项目最初得到了谷歌的支持,并与FLIR和硬件巨头思科公司等公司合作。该项目雄心勃勃的使命是通过技术实现保护组织和国家野生动物服务迄今未能实现的目标,即使野生动物保护区具备防偷猎能力。

    图2:肯尼亚野生动物信托会指挥官彼得·洛基特拉

    2017年11月份,记者在马赛马拉广阔绿色平原边缘处的飞机跑道遇到了环保工程师埃里克·贝克尔。贝克尔身材高挑,黑色头发,戴着眼镜,自称“书呆子”。他沉默寡言,经常退到一边,低头吸着一根银盒状的电子烟。他最初似乎不确定要向我透露多少秘密。贝克尔出生在一个从事战斗机和武器研究的军事工程师家庭,习惯于处理高度机密的信息。他曾担任美国国防高级研究计划局和特种部队的工程师。

    在为DARPA工作期间,贝克尔是个承包商,负责开发公众不知道的技术。贝克尔表示,这些技术领先了商业化技术50年时间。谈及DARPA的工作,贝克尔说:“他们所做的一切都像科幻小说中描述的场景。”贝克尔提及,他们发明了人造血液,以及装有机械手的吊舱,可以放在受伤的士兵身上,供医生远程治疗。

    贝克尔很少谈及他为美国军方所做的发明,但当他谈到自己的反偷猎技术实验时,他的话就变得多了起来。他是个天生的发明家,不断地权衡不同技术的精确度和可能性,以及如何以不同的方式组合、拉伸和塑造。2014年,由于贝克尔拥有无人机研发方面的背景,他被世界自然基金会聘用。

    在非洲偏远地区部署通常由美国军方使用的监控和战术通信技术,世界自然基金会已引起环保人士对隐私、人权和数据收集的担忧。在有些国家,使用监测技术的法律框架可能是宽松的或不明确的。虽然贝克尔对他开发的许多战斗技术感到自豪,但他表示:“让这些技术像在视频游戏中进行杀戮,不是我的专长。”

    他很快发现,开发低成本的监视和战术技术,并能够在非洲和亚洲国家公园崎岖的地形中使用,存在各种各样的具体挑战。例如,在世界自然基金会参与保护的许多国家公园,由于缺乏稳定的电力供应和基础设施,电池寿命是个重要的制约因素。另一个早期项目在2017年被迫关闭,即使用无人机作为对纳米比亚偷猎者的威慑,但非洲国家政府担心无人机的监督不受控制。

    贝克尔开始试验热摄像头,重新组装了FLIR内的传感器,这些传感器多年来始终被美军用于夜间作战。然后他开发了算法,可以帮助他们识别人体和车辆轮廓,并在控制室中触发警报。贝克尔在政府经营的犀牛保护区——纳库鲁湖保护区的围栏上安装了摄像头。在这个位于肯尼亚第三大城市纳库鲁市的国家公园里,偷猎者通过长达20公里的围栏进入保护区杀死犀牛,锯掉犀牛角,然后消失在远处明亮的灯光和拥挤的街道上。

    图3:这头受伤的公象接受兽医的治疗后,摇摇晃晃地走回灌木丛。蓝色的斑点是防腐粘土,有助于防止感染

    2016年,贝克尔找到了布莱恩·希思,这位自然资源保护主义者是马赛玛拉保护协会的负责人。希思亲眼目睹了肯尼亚最残酷的大象盗猎行为,他对贝克尔的技术方法“持怀疑态度”。他的护林员装备了第一次和第二次世界大战时使用的0.303口径步枪,还有旧的无线电以及北约的绿色路虎越野车。与肯尼亚和东非的其他地区不同,在马赛马拉国家保护区(又被称为“马拉三角”,几乎没有复杂的武装偷猎团伙。

    来自坦桑尼亚的丛林肉偷猎者会沿着陡峭的悬崖爬下去,那里是两国之间的天然边界。白天,他们会设下数百个陷阱,晚上再回来收集猎物。这些陷阱每年都会伤害甚至杀死数十只动物,包括猎豹、狮子、大象、斑马和长颈鹿,即使偷猎者从来没有想过要抓住它们。大多数偷猎者会使用弓箭和长矛,很少有人因与护林员作战或抵抗而被捕。希思及其护林员团队面临的主要问题是,他们根本无法在黑暗中看到偷猎者。

    在参观了马赛马拉保护区之后,贝克尔决定在车上安装FLIR摄像头。他想要像操控地面无人机那样操作它。该摄像头将由一名指挥官监控,然后使用手持摄像头指挥护林员们。与依赖月光和星光的夜视摄像头不同,热探测热相机可以在白天和漆黑的夜晚工作,帮助管理员扫描3公里以外的区域。

    与此同时,在2016年3月,贝克尔在希思保护中心以北300公里处的纳库鲁国家公园,安装了能够识别人类和车辆轮廓的静态热摄像头。希思说:“过去,我们永远无法找到这些人。现在偷猎者们认为偷猎行为不再可行,因为被抓住的机会越来越高。这是一个很大的威慑。”希思说,这项技术可以在象牙偷猎热点地区发挥作用。在那些地方,装备H&K G3和卡拉什尼科夫冲锋枪的护林员经常要与武装偷猎团伙对峙,这些团伙也装备有类似的武器。

    2018年1月份,世界自然基金会“野生动物犯罪技术”项目的负责人科尔比·洛克斯会见了肯尼亚野生动物管理局的高级官员和FLIR全球产品战略副总裁杰夫·弗兰克,讨论了在肯尼亚国家公园推广这项技术的可能性。他们计划在全国各地的犀牛保护区部署这项技术。

    摄像头被部署在纳库鲁湖保护区之后,贝克尔收到了肯尼亚政府的请求,他们希望索马里边境上的这套系统能够监控进入的索马里人。贝克尔拒绝这个请求,他说:“我们需要确保他们将技术用于保护国家公园。”

    图4:埃里克·贝克尔扫描马赛玛拉国家保护区

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