إنشاء نظام اتصالات إنترنت الأشياء القائم على الأقمار الصناعية

وعادة ما تحدث العمليات والحوادث البيئية ذات الصلة التي تهم بحوث التغير البيئي في المناطق النائية البعيدة عن متناول البنى التحتية للاتصالات الأرضية. وغالباً ما لا يمكن نقل البيانات التي يتم توليدها في الميدان باستخدام علامات الحيوانات في هذه المناطق إلا بعد تأخير لأيام أو حتى أسابيع. وللتغلب على هذا التأخير وضمان عدم حدوث أي تأخير في نظام الإنذار المبكر، تقوم GAIA بتطوير وحدة اتصالات ساتلية للعلامات بالإضافة إلى قمر صناعي نانوي يعمل في مدار أرضي منخفض (LEO): من أجل أن تكون قادرة على نقل البيانات والمعلومات المجمعة مباشرة من عقدة الإرسال إلى القمر الصناعي في المدار الأرضي المنخفض (LEO)، سيتم دمج وحدة راديو إنترنت الأشياء عالية الأداء الخاصة بالأقمار الصناعية في العلامات الجديدة. وهذا يضمن النقل الفوري والآمن والموفر للطاقة للبيانات المستخرجة. يعتمد نظام الاتصالات على تقنية mioty® الأرضية وسيتم تكييفه مع نطاقات التردد النموذجية للأقمار الصناعية مثل النطاقين L- و S- للمشروع. بروتوكولات الاتصالات النموذجية، التي تُستخدم أحياناً في قطاع إنترنت الأشياء، عادةً ما تكون مصممة لأحجام الحزم الصغيرة. وبالتالي، فإن التطوير الإضافي لنظام mioty® سيهدف أيضاً إلى زيادة معدل البيانات وحجم الرسائل لتمكين سيناريوهات التطبيق مثل نقل الصور.

سيكون نظام إنترنت الأشياء عبر الأقمار الصناعية أساسيًا للاتصال بدون تأخير وبالتالي لنظام الإنذار المبكر. ويساهم هذا النظام بشكل كبير في نظام "غايا" في تحقيق الهدف 4 من أهداف المنتدى العالمي للأغذية "وقف الانقراض وحماية التنوع الوراثي وإدارة النزاعات بين الإنسان والحياة البرية".

وقد موّلت وكالة الفضاء الألمانية (DLR) حصة كبيرة من أعمال البحث والتطوير في مجال تكنولوجيا المعلومات الجغرافية من قبل وكالة الفضاء الألمانية. ولم يقتصر ذلك على توفير الميزانيات اللازمة لتطوير وحدات الاتصالات mioty® في العلامات والوحدات والمفاهيم الأولى للأقمار الصناعية النانوية فحسب، بل وفرت أيضاً إمكانية الوصول إلى منظومة من أصحاب المصلحة في مجال تكنولوجيا الفضاء. أصبحت شركة Rapidcubes الناشئة شريكاً رئيسياً في مبادرة تطوير القمر الصناعي، وتشمل خطط مراحل المشروع اللاحقة التعاون مع البنية التحتية الحالية للمركز الألماني لشؤون الفضاء الخارجي مثل القمر الصناعي هاينريش هيرتز.

تم بنجاح تكييف بروتوكولات mioty® الأرضية للاتصالات الساتلية. ومع مركبة آريان 6، تم إطلاق ساتل نانوي تجريبي إلى مدار أرضي منخفض في يوليو 2024. ومنذ ذلك الحين، تم اختبار بروتوكولات الاتصالات وتنقيحها للتطبيق المستقبلي لنظام الإنذار المبكر GAIA.

تطوير جيل جديد من العلامات والمفاهيم الخاصة بذكاء السرب الرقمي في شبكات الأجهزة

ولتحقيق هدف مبادرة GAIA المتمثل في تطوير وتطبيق نظام إنذار مبكر عالي التقنية للتغيرات البيئية، يعد الجيل الجديد من علامات الحيوانات مكونًا أساسيًا. تعمل فرق مبادرة GAIA على تطوير الأجهزة والبرمجيات لعلامات حيوانية مصغرة مزودة بتقنية استشعار بأقل طاقة مع كاميرا ومعالجة الصور. ستكون العلامات مستقلة ذاتياً من حيث الطاقة، ومكيفة على النحو الأمثل مع تشريح النسور وهي الأساس لمزيد من الميزات التكنولوجية قيد التطوير مثل الذكاء الاصطناعي على متن الطائرة للكشف عن السلوك والتعرف على الصور بالإضافة إلى نظام اتصالات إنترنت الأشياء القائم على الأقمار الصناعية.

بالإضافة إلى ذلك، تعمل GAIA على تطوير مفاهيم الذكاء الاصطناعي الموزع وشبكات من المعالجات الدقيقة - علامات حيوانية تعمل مثل السرب تماماً. وعلى غرار ذكاء السرب الطبيعي، تعمل مبادرة GAIA على رسم خريطة لذكاء السرب الرقمي في شبكة مخصصة من المعالجات الدقيقة. هذه الشبكات التي تتشكل تلقائيًا هي الأساس للتحليل الموزع والقائم على الاستشعار لكميات كبيرة من البيانات. إن اتباع هذا المسار سيجعل من الممكن لعلامات النسور، على سبيل المثال، الموجودة في نفس الموقع أثناء أحداث التغذية، أن تربط وتشارك مهام مثل تحليلات الذكاء الاصطناعي ونقل البيانات.

يتمثل أحد العوامل الرئيسية لنجاح هذه اللبنة الأساسية في التعاون متعدد التخصصات والقطاعات بين شركاء GAIA: قدمت مؤسسة لايبنتز-IZW المعرفة البيولوجية والبيطرية حول النسور وقدمت أهدافًا للتصميم الفني للعلامات الجديدة. قدم معهد فراونهوفر IIS الخبرة في مجال الأجهزة الموفرة للطاقة والإلكترونيات والميكانيكا وكذلك في مجال البرمجيات للوحدات المصغرة. وفرت حديقة حيوان برلين البيئة والوصول إلى الحيوانات للمساعدة في التصميم واختبار النماذج الأولية في مراحل مختلفة. كما وفرت المنظمات الشريكة في أفريقيا مثل مؤسسة أوغندا للمحافظة على البيئة بيئة لإجراء اختبارات ميدانية متعمقة للنماذج الأولية للعلامات.

بعد عدة سنوات من التصميم والتطوير، تم اختبار النماذج الأولية لنظام الوسم الجديد في البرية في أوغندا في نوفمبر 2024. تم تجهيز النسور البرية بيضاء الظهر بنماذج أولية تسمى "علامة جمع البيانات" (DCT) التي تضمنت العديد من الابتكارات (وإن لم تكن كلها) لعلامة GAIA. تم إطلاق العلامات بعد 14 يومًا من النسور وتم جمعها باستخدام إشارات النظام العالمي لتحديد المواقع والترددات العالية جدًا، مما سمح بإجراء فحص شامل لأداء الأجهزة والبرمجيات بالإضافة إلى تقييم البيانات التي تم جمعها. ستساعد هذه التحليلات بشكل كبير في تطوير النظام بشكل أكبر.

تعزيز شبكات المناصرة متعددة المستويات بين المنظمات غير الحكومية لتضخيم العمل الجماعي

يعد استخدام أداة رقمية لجمع البيانات وتحليلها أمرًا مبتكرًا، ولكن التأثير الحقيقي يأتي من تطبيق تلك البيانات لدعم الدعوة وإنفاذ القانون من أجل حماية الغابات والمجتمعات المحلية وحقوق الشعوب الأصلية. ولتحقيق هذه الغاية، هناك حاجة إلى شبكات مناصرة محلية ووطنية ودولية قوية لاتخاذ إجراءات ضد الانتهاكات المبلغ عنها ولتحقيق تغييرات قانونية وسياسية. ومن خلال تمكين مشاركة المعلومات بين المستخدمين وإتاحة البيانات لعامة الناس عند الحصول على الموافقة، تسهل الأداة العمل التعاوني لتحقيق تأثير أكبر.

  • التعاون مع المنظمات غير الحكومية التي تتشارك نفس القيم والأهداف يعزز التأثير الجماعي
  • التحقق من البيانات وتحليلها بشكل منسق يدعم المناصرة الموحدة في الوقت المناسب.

  • الشراكة مع المنظمات المحلية المتخصصة في المناصرة القانونية يعزز التأثير

  • تساعد العلاقات القوية مع المؤسسات الوطنية والدولية الموثوقة في التحقق من صحة الأداة والترويج لها.

  • على الرغم من أهمية بناء شبكات المنظمات غير الحكومية، إلا أنه من الضروري أيضاً احترام اختيار المنظمات عدم التعاون. إن دعم كل منظمة غير حكومية محلية على حدة - وتجنب المنافسة - يتطلب مرونة في تصميم المشاريع ومشاركة المانحين.
  • ولضمان استدامة الشبكات، فإن التمويل على المدى المتوسط والطويل ضروري للحفاظ على سير جهود التنسيق بسلاسة (تكاليف السكرتارية وما إلى ذلك).

  • إن دعم المنظمات غير الحكومية المحلية والوطنية في مجال التطوير التنظيمي أمر أساسي للسماح لها بالمشاركة بفعالية في الشبكات.

التقييمات المنتظمة

ولضمان أن يكون الإنتاج السمكي المدعوم من قبل البرنامج العالمي للأسماك مصدرًا للبروتين متاحًا أيضًا للفئات الأكثر ضعفًا، يتتبع البرنامج العالمي للأسماك بانتظام أسعار الأسماك وحصة إجمالي الإنتاج التي يمكن للسكان الذين يعانون من انعدام الأمن الغذائي الوصول إليها. ووفقًا للدراسات الاستقصائية التي أجريت فإن 90 في المائة و58 في المائة و84 في المائة و99 في المائة من الأسماك المستزرعة متاحة للسكان الذين يعانون من انعدام الأمن الغذائي في مدغشقر وملاوي وزامبيا وكمبوديا على التوالي (الحالة 2023). وتسلط هذه الأرقام الضوء مرة أخرى على إمكانات تقنيات تربية الأحياء المائية المكثفة وشبه المكثفة لتوفير البروتين والمغذيات بأسعار معقولة في المناطق التي ترتفع فيها نسبة السكان الضعفاء.

فوائد تربية الأحياء المائية على نطاق صغير مقارنة بالإنتاج الصناعي

وبالإضافة إلى جدواها الاقتصادية، فإن تربية الأحياء المائية على نطاق صغير عادة ما تكون أكثر ملاءمة للبيئة مقارنة بنظم الإنتاج الصناعي القائمة على الأعلاف الصناعية. وعادة ما تشتمل أعلاف الأسماك على نسبة معينة من مسحوق السمك وزيت السمك ويتم إنتاج هذه المكونات بشكل رئيسي من أسماك السطح الصغيرة من مصايد الأسماك الصغيرة، مما يضع عبئاً إضافياً على البيئة البحرية. كما أنها تؤثر أيضًا على السكان الذين يعانون من انعدام الأمن الغذائي لأن أسماك السطح الصغيرة مغذية للغاية وتساعد على مكافحة انعدام الأمن الغذائي والتغذوي بشكل مباشر. وتشمل أعلاف الأسماك أيضًا المنتجات الزراعية مثل الذرة وفول الصويا، وبالتالي تنافس إنتاج الغذاء للاستهلاك البشري. وعلى الرغم من العوامل الخارجية السلبية على التنوع البيولوجي في المحيطات، أظهرت الأبحاث أيضًا أن نظم الاستزراع المائي المكثف تساهم بشكل أكبر في الاحتباس الحراري العالمي من خلال العمليات الآلية والطلب المرتفع على مدخلات الإنتاج. وبالإضافة إلى ذلك، تتسبب هذه النظم في تدمير الموائل وإدخال أنواع غريبة، مما يؤثر بشكل أكبر على التنوع البيولوجي الأصلي. وعلى النقيض من ذلك، تتطلب تربية الأحياء المائية واسعة النطاق وشبه المكثفة على نطاق صغير مدخلات خارجية قليلة ولها تأثير بيئي أقل. لهذا السبب، تدعم منظمة أسماك الشراكة العالمية للاستزراع السمكي تربية الأحياء المائية على نطاق صغير لأنواع الأسماك النهمة مثل الكارب والبلطي. والهدف من ذلك هو تمكين المنتجين تقنياً واقتصادياً من خلال تحسين إنتاجية الأحواض ودمج الإنتاج السمكي في الأنشطة الزراعية. ويستخدم هذا النهج البيئة الطبيعية بشكل مستدام لتعزيز إنتاج الأسماك.

الدعم والحوافز

تركز هذه المجموعة على هيكل الدعم والحوافز للمشاركين. وتشمل توفير الشتلات والمشورة الفنية وبناء القدرات. وترتكز المدفوعات على الأداء، وترتبط ببقاء الأشجار ووجود أنواع أصلية وطويلة الأمد، مما يشجع على إنشاء الغابات على المدى الطويل.

  • الدعم الفني: الشتلات ومشورة الخبراء بشأن إنشاء الغابات.
  • المدفوعات القائمة على الأداء: الحوافز القائمة على بقاء الأشجار على قيد الحياة، وتعزيز الرعاية المستمرة.
  • بناء القدرات: التدريب لتعزيز مهارات غرس الأشجار وصيانتها.
  • الحوافز تحفز الرعاية: يشجع ربط المدفوعات ببقاء الأشجار على قيد الحياة على تحسين إدارة الأشجار.
  • الدعم الفني ضروري: توفير الشتلات وإرشاد الخبراء والإشراف المنتظم يحسن معدلات البقاء على قيد الحياة.
  • بناء القدرات يمكّن المزارعين: التدريب على ممارسات الحراجة المستدامة يؤدي إلى صيانة ناجحة للغابات.

بناء الشراكات بين القطاعات المختلفة

تعترف منظمة هاك ذا بلانيت بأن شراكاتنا تتيح لنا الجمع بين نقاط القوة والموارد والخبرات، مما يزيد من التأثير ويعزز الحلول المبتكرة. التعاون يخلق قيمة مشتركة ويبني شبكات من العلاقات، مما يتيح النمو المتبادل والاستدامة.

المشاركة المحلية:
ترسل الماسحات الضوئية تنبيهات في الوقت الفعلي إلى غرفة التحكم في مكافحة الصيد الجائر. يمكن أيضًا مشاركة هذه التنبيهات مع المجتمعات المحلية أو المزارع المجاورة، مما يتيح لهم العمل كشركاء خارجيين في جهود مكافحة الصيد الجائر. ومن خلال إشراك السكان المحليين بشكل مباشر في عملية الاستجابة، يعزز النظام التعاون ويزيد من الوعي بالأوضاع السائدة ويمكّن المجتمعات المحلية من القيام بدور فعال في حماية الحياة البرية.

يتعاون نظام "سكانيريدج" مع منظمة "سمارت باركس" (Smartparks) المعنية بالتكنولوجيا من أجل الحفاظ على البيئة، وإدارة المتنزهات الوطنية مثل غوناريزو - زيمبابوي، وفنيي المتنزهات، وحراس (وحدة الاستجابة السريعة) والمجتمع المحلي. من خلال هذه الشراكة عبر القطاعات، أثبتنا أن ScannerEdge جاهز للنشر على نطاق أوسع، مما يزيد من عدد المتنزهات الوطنية النشطة وإجمالي الماسحات الضوئية المستخدمة.

لإقامة شراكة ناجحة بين القطاعات، من الضروري تحديد دور كل شريك ومستوى مشاركته بوضوح منذ البداية. إن ضمان الملكية المحلية للحل أمر بالغ الأهمية لتحقيق الاستدامة والتأثير على المدى الطويل.

الغرض: مواءمة الموارد والخبرات والأهداف الاستراتيجية عبر القطاعات المختلفة من أجل التنفيذ الفعال والنجاح التشغيلي.

كيفية العمل: يتم بناء الشراكات من خلال ورش العمل والمهام المشتركة والاتفاقيات الشفافة التي تحدد الأدوار والمسؤوليات. تضمن التقييمات المنتظمة بقاء الشراكات مثمرة.

تقدم Scanneredge ابتكارًا للتوصيل والتشغيل يوفر تركيبًا سريعًا يمكن من خلاله مراقبة المنطقة بحثًا عن علامات الصيادين المحتملين فور تركيبها.

ويعتمد النجاح الحقيقي على قدرة وحدة الاستجابة السريعة الداخلية للحراس الداخليين على التصرف بسرعة وفعالية على البيانات المقدمة في الوقت الحقيقي. يجب أن تبقى الوحدة على أهبة الاستعداد بشكل مستمر، ومزودة بوسائل نقل موثوقة، ومستعدة للاستجابة لأنشطة الصيد الجائر.

يستغرق بناء الثقة بين أصحاب المصلحة بعض الوقت ولكنه ضروري للتعاون على المدى الطويل.

تزيد الشراكات بين القطاعات من فرص التمويل وتبادل المعرفة، مما يعزز الأثر العام.

وحدة الاستجابة السريعة التي تعمل على التهديدات المشبوهة بناءً على البيانات الآنية

وبالاستفادة من التنبيهات في الوقت الفعلي من ScannerEdge، يمكن لوحدة الاستجابة تقييم التهديدات المحتملة والتخفيف من حدتها بسرعة، مثل الصيد غير المشروع أو الأنشطة غير القانونية الأخرى.

الغرض: ترجمة الكشف عن إشارات الترددات اللاسلكية إلى رؤى قابلة للتنفيذ تؤدي إلى اتخاذ إجراءات استجابة سريعة في الميدان.

كيف تعمل: يتم توجيه التنبيهات إلى فرق استجابة مخصصة مجهزة للتحقيق والتدخل. وتساعد وظيفة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في نظام ScannerEdge وتكامله مع EarthRanger في تحديد مصادر الإشارة بدقة لاتخاذ إجراءات دقيقة.

يجب تحديد بروتوكولات الاستجابة بوضوح لتجنب التأخير في اتخاذ القرار.

يعزز التعاون مع وكالات إنفاذ القانون المحلية فعالية فرق الاستجابة السريعة.

تكون الاستجابة في الوقت الحقيقي أكثر فعالية عندما تقترن بالتحليلات التنبؤية المستندة إلى بيانات ScannerEdge التاريخية.

استخلاص المعلومات

يحدث استخلاص المعلومات أثناء اللعبة وبعدها. يمكن إجراء استخلاص موجز للمعلومات بعد كل جلسة لقياس مشاعر المشاركين حول اللعبة على المستويين الفردي والإقليمي. يتم إبقاؤها خفيفة للحفاظ على سير اللعبة.

بمجرد انتهاء اللعبة، يمكن إجراء استخلاص معلومات أكثر تعمقًا. ليس بالضرورة أن يحدث ذلك بعد المباراة مباشرة؛ يمكن تحديد موعده في اليوم التالي. يلزم إجراء بعض التحضيرات لهذه المناقشة. يجب أن يحضر الميسر قائمة بالأسئلة المعدة مسبقاً وخريطة مطبوعة للمنطقة. خلال جلسة استخلاص المعلومات هذه، سيحدد المشاركون التحديات التي واجهتهم فيما يتعلق باستخدام الأراضي، وكذلك أسباب تلك التحديات. كما ستتم مناقشة الجهات الفاعلة الرئيسية اللازمة للحل وأفكار الحلول المحتملة. تعمل الخريطة كوسيلة مساعدة بصرية لتوجيه المناقشة. تتضمن بعض الأسئلة الأساسية التي يمكن طرحها ما يلي

  • ما الذي حدث أثناء اللعبة؟ ما مقدار وسرعة وسبب تدهور التربة؟
  • ما هي النزاعات الرئيسية التي نشأت خلال اللعبة؟ بين أي الجهات الفاعلة؟
  • هل وجدت أي حلول؟
  • هل حاولت تنفيذها؟ ماذا كانت النتيجة؟

بالطبع، يمكن أن تكون الأسئلة أكثر تحديداً وملائمة للمشاركين والمواقف التي نشأت خلال اللعبة.

-مدير مُدرب على إدارة المناقشة الذي سهّل أيضاً لعبة المشاركين في المناظرة

-أجواء مفتوحة

-أسئلة ومواد معدة مسبقًا (مثل الخرائط) للمناقشة

-معرفة الميسر في تخطيط استخدام الأراضي وإدارة المخاطر

يمكن أن يساعد النهج المنظم - تصنيف النزاعات والمشاكل وأسبابها وحلولها - على تحليل الوضع وتحديد الحلول بفعالية أكبر. على سبيل المثال، أثناء استخلاص المعلومات، يمكن تحديد أنواع مختلفة من النزاعات، مثل النزاعات الزراعية الرعوية أو النزاعات بين المزارعين. لكل نوع من أنواع النزاعات، يمكن تحديد مشاكل مختلفة. وفي حالة النزاع الزراعي الرعوي، يمكن أن تكون إحدى المشاكل في حالة النزاع الزراعي الرعوي هي تشتت الماشية مما يؤدي إلى تدمير المحاصيل. ويمكن تحديد الأسباب المحتملة لكل مشكلة. واستمراراً لمثالنا، قد يكون أحد الأسباب هو عدم إدارة القطيع بشكل جيد. وأخيراً، بالنسبة لكل سبب، ينبغي اقتراح أفكار لحل النزاع وتحديد الجهات الفاعلة الرئيسية.

الوحدة 5: توعية المجتمع وتعزيز الإنذار المبكر

يتم تسليم الإنذارات المبكرة من خلال قنوات متعددة، بما في ذلك تطبيق الهاتف المحمول والبث الذكي والمكالمات الهاتفية والرسائل النصية. والتطبيق هو الأكثر استخدامًا، ويشارك المراقبون أيضًا التنبيهات عبر مجموعات WeChat أو الشبكات الشخصية للوصول إلى نطاق أوسع. لتوسيع نطاق تغطية المستخدمين، تقوم الفرق الميدانية بحملات توعية من الباب إلى الباب في القرى المتضررة من الأفيال. ونتيجة لذلك، تم تنزيل التطبيق من قبل أكثر من 246,660 مستخدم.
وقد عززت هذه الوحدة مشاركة الجمهور وبناء قدرات المجتمع من خلال الجمع بين التوعية وجهاً لوجه والأدوات الرقمية. كما أنه يحسن فهم الجمهور لحماية الحياة البرية ويشجع على المشاركة. وتدعم هذه الجهود بشكل مباشر الهدفين 20 (بناء القدرات) و21 (التوعية العامة والتثقيف) من أهداف المنتدى العالمي للأحياء البرية.

  1. يحتاج القرويون في المناطق المتضررة من الأفيال إلى السلامة الشخصية.
  2. يقوم موظفو الرصد بالتوعية من الباب إلى الباب في المجتمعات المحلية.
  1. التدريب المستمر: من الضروري عقد دورات تدريبية منتظمة، لا سيما للسكان العابرين والفئات الضعيفة مثل كبار السن والأطفال والأفراد ذوي الإعاقة.
  2. تأثير التحذيرات الموجهة: أثّر التوصيل الدقيق لرسائل الإنذار المبكر عبر المكالمات الهاتفية والرسائل النصية القصيرة بشكل كبير على قدرة سكان المجتمع على اتخاذ إجراءات وقائية في الوقت المناسب.