Intelligence(s) artificielle(s) pour la reconnaissance des comportements, la détection des carcasses et la reconnaissance des images

Pour la recherche écologique ainsi que pour les cas d'utilisation de GAIA, il est nécessaire de reconnaître de manière fiable et précise le comportement de différentes espèces animales sur une longue période de temps dans des régions sauvages éloignées. Pour ce faire, les scientifiques de GAIA ont développé et formé une intelligence artificielle (IA) capable d'effectuer une classification comportementale à partir des données GPS et d'accélération et de nous dire exactement ce que font, par exemple, les vautours à dos blanc équipés de balises animales à un moment et à un endroit donnés. Cette IA fonctionnera finalement directement sur les balises GAIA et générera des informations comportementales à partir des données des capteurs. Dans un deuxième temps, les scientifiques ont combiné le comportement ainsi classifié avec les données GPS des balises. À l'aide d'algorithmes de regroupement spatial, ils ont identifié les endroits où certains comportements étaient plus fréquents. Ils ont ainsi obtenu des emplacements spatialement et temporellement finement résolus où les vautours se nourrissaient. Enfin, GAIA développe une IA pour la reconnaissance d'images qui analysera les photos prises par l'appareil photo intégré du nouveau système de marquage. Tous ces algorithmes fonctionneront directement sur l'étiquette et pourront effectuer un traitement efficace des données intégrées. L'IA de reconnaissance d'images doit donc répondre à des exigences très particulières, puisqu'elle doit fonctionner de manière particulièrement économe et avec de petites quantités de données. À cette fin, les équipes de GAIA développent des stratégies et des modèles appropriés pour l'IA éparse.

Ce nouveau pipeline de détection des carcasses est un atout essentiel pour enrayer l'extinction des espèces et gérer les conflits entre l'homme et la faune sauvage, et s'inscrit donc dans le cadre de l'objectif 4 du GBF. Le pipeline permet de détecter rapidement soit la mort des vautours, soit la mort de l'animal dont les vautours se nourrissent. Ces deux scénarios sont importants pour enrayer l'extinction des espèces : L'empoisonnement des carcasses contribue de manière significative au déclin des populations de nombreuses espèces de vautours. Comme les vautours utilisent des stratégies sociales dans leur recherche de nourriture, une carcasse empoisonnée peut tuer des centaines d'oiseaux. Les scientifiques de l'initiative GAIA ont montré que le marquage des vautours permet de détecter rapidement les décès et de retirer la carcasse. Le marquage des vautours et l'utilisation des pipelines d'intelligence artificielle décrits ici peuvent réduire considérablement la mortalité. Deuxièmement, la détection précoce des cas de braconnage d'espèces menacées peut mettre un terme au braconnage au niveau local et contribuer de manière significative à la lutte contre l'extinction.

Cet élément de base repose sur deux grands facteurs favorables. Premièrement, la combinaison de l'expertise en biologie de la faune et de l'analyse des données et du développement de l'intelligence artificielle au sein d'un même membre du personnel. Il s'est avéré absolument essentiel d'avoir une grande expérience de l'écologie de la faune et du comportement des vautours en particulier, ainsi que du développement du code et de la formation des algorithmes de l'intelligence artificielle. Deuxièmement, l'acquisition d'un vaste ensemble de données d'entraînement - l'un des facteurs clés de la réussite du développement de l'IA - n'a été possible que grâce à la coopération d'un institut de recherche sur la faune sauvage et d'une organisation zoologique. Les vautours étant en captivité dans une grande volière, il a été possible de collecter des données à l'aide d'une balise et d'enregistrer des vidéos des comportements pertinents. Ce n'est qu'ainsi qu'il a été possible de synchroniser des paires de données de référence et d'entraîner les algorithmes de l'IA.

Dans ce domaine, GAIA a obtenu plusieurs résultats tangibles : Tout d'abord, le développement de deux algorithmes intégrés d'intelligence artificielle pour la classification du comportement des vautours sur la base des données des capteurs et pour la détection des carcasses et des groupes d'alimentation a été achevé et publié dans une revue scientifique à comité de lecture(https://doi.org/10.1111/1365-2664.14810). Le pipeline d'analyse d'IA fonctionne efficacement depuis plusieurs années sur des données de capteurs provenant de balises disponibles dans le commerce et a fourni plusieurs centaines de sites potentiels de carcasses avec une localisation GPS - une source d'information essentielle pour les patrouilles de gardes forestiers sur le terrain. Deuxièmement, un pipeline d'IA similaire a été développé pour les corbeaux. Il est tout aussi efficace et peut être utilisé pour la surveillance de la mortalité en Amérique du Nord ou en Europe, par exemple. Troisièmement, GAIA a démontré qu'une IA de reconnaissance d'images extrêmement éparses peut être entraînée à détecter des espèces à partir de photos prises par la nouvelle caméra de marquage. Quatrièmement, une étude conceptuelle de GAIA a montré que les étiquettes présentes au même endroit pouvaient former des réseaux ad hoc (essaims numériques) au sein desquels les calculs de l'IA et d'autres tâches telles que le backhauling commun peuvent être partagés.

Faire progresser la télédétection, le suivi et la surveillance par GPS des animaux

Les satellites et les avions jouent un rôle crucial dans la collecte de données environnementales à distance, ce qui nous aide à mieux comprendre notre climat et nos écosystèmes. La télédétection, souvent réalisée à partir d'avions, de ballons ou de satellites, nous permet de surveiller de vastes zones et des régions éloignées sur de longues périodes. Ces "yeux dans le ciel" sont un complément inestimable aux observations terrestres et nous aident à comprendre les courants océaniques et aériens, les modifications de l'occupation des sols et le changement climatique. Cependant, les animaux possèdent également des sens extraordinaires et une capacité unique à détecter les changements dans leurs habitats. En combinant les capacités des animaux avec les technologies de télédétection, GAIA vise à améliorer notre capacité à surveiller et à comprendre notre planète. Les animaux ont des capacités sensorielles et des stratégies comportementales supérieures qui leur permettent de percevoir des changements subtils et spectaculaires dans leurs écosystèmes, ainsi que de détecter des incidents critiques. Les vautours, par exemple, agissent comme des "espèces sentinelles" et peuvent élever le concept de télédétection à de nouveaux sommets. Ils patrouillent régulièrement de vastes zones à la recherche de nourriture, fonctionnant sans émissions, sans ressources supplémentaires et sans réparations. En outre, leurs patrouilles sont guidées par leur vision exceptionnelle et la mission de trouver des carcasses. La façon dont ils patrouillent, ce qu'ils recherchent et les incidents auxquels ils nous conduisent peuvent être liés à des changements environnementaux spécifiques et à des événements écologiques.

Pour exploiter pleinement le potentiel de la télédétection embarquée par les vautours, GAIA se concentre sur deux aspects essentiels. Premièrement, de puissants dispositifs de suivi sont fixés sur les vautours afin de surveiller leurs mouvements et leur comportement à des échelles temporelles et spatiales détaillées. Deuxièmement, de nouvelles solutions technologiques sont développées pour mieux comprendre ce que les animaux observent et font. Il s'agit notamment d'une nouvelle balise dotée d'une caméra intégrée, d'algorithmes d'intelligence artificielle pour la détection des comportements et la reconnaissance des images, et d'une liaison montante par satellite pour une couverture en temps réel dans les régions éloignées. Grâce à ces outils, les animaux peuvent capturer des images et fournir des données sur leur environnement plus rapidement, avec une résolution et une spécificité supérieures à celles de l'imagerie satellitaire. Cette approche innovante nous permet de voir la nature à travers les yeux des animaux.

GAIA a adopté une stratégie de minimisation des déchets : Seuls les équipements techniques absolument indispensables sont utilisés et développés. Les colliers et les balises restent en place pendant de longues périodes (par exemple, pour les vautours) ou sont collectés régulièrement (par exemple, pour les lions) afin d'extraire des données. Aucun émetteur ne reste dans le paysage : si un émetteur tombe ou si l'animal portant la balise meurt, il est localisé et retiré du paysage. Ainsi, le système GAIA est un système "sans trace" qui présente des avantages significatifs pour les écosystèmes.

GAIA a pu déployer environ 130 balises disponibles dans le commerce sur des vautours dans toute l'Afrique australe et orientale. Ce nombre relativement élevé a permis d'étudier en profondeur (à la fois dans l'espace et dans le temps) la manière dont les données des espèces sentinelles marquées, telles que les vautours à dos blanc charognards, peuvent contribuer à la surveillance de l'écosystème. Deuxièmement, ce module est rendu possible par la collaboration avec, par exemple, Endangered Wildlife Trust, Kenya Bird of Prey Trust ou Uganda Conservation Foundation.

Les études GAIA ont prouvé que les capacités sensorielles et l'intelligence des espèces sentinelles constituent en effet un atout majeur dans la surveillance des écosystèmes. L'étude des vautours et des corbeaux et l'analyse des données provenant des balises portées par ces "yeux dans le ciel" ont montré qu'ils sont très supérieurs à l'homme et à la machine pour localiser les carcasses dans de vastes paysages et qu'ils peuvent contribuer à la surveillance de la mortalité dans les écosystèmes. Deuxièmement, les études GAIA ont confirmé que les approches de haute technologie sont un moyen de se connecter à ces connaissances précieuses et de les utiliser pour la surveillance, la recherche et la conservation. L'homme moderne s'est considérablement déconnecté de la nature, ne parvenant pas à la "lire" et à l'"écouter". Grâce à une technologie de suivi innovante alimentée par l'IA, il est possible non seulement d'améliorer la télédétection animale à des fins de recherche et de conservation, mais aussi de rétablir le lien avec la nature.

Renforcer les communautés par des moyens de subsistance durables et un accès équitable à la justice économique et environnementale

La corruption dans le secteur forestier continue de saper les droits et les moyens de subsistance des communautés locales et autochtones. En institutionnalisant l'utilisation de ForestLink, nous donnons aux communautés locales les moyens d'agir au-delà de l'application de la loi - le système s'est avéré essentiel pour lutter contre cette corruption, en permettant aux communautés de documenter les violations des droits fonciers et les activités illégales, de défendre leurs territoires et de garantir l'accès à la justice, tout en assurant des opportunités économiques durables liées aux ressources forestières.

ForestLink soutient les activités économiques durables et jette les bases du paiement des services environnementaux en renforçant l'autonomie des communautés et la gestion des ressources naturelles. Grâce à des partenariats avec des organisations locales compétentes en matière de plaidoyer juridique et d'entreprise durable, les communautés sont aidées à développer des moyens de subsistance alignés sur la protection des forêts. Parmi les facteurs clés, citons la compréhension des pratiques économiques actuelles, la garantie d'un soutien financier pour les actions en justice et l'engagement dans une action parallèle de défense des droits fonciers.

En gérant et en défendant activement leurs terres, les communautés renforcent leur autonomie et contribuent à un développement local à long terme. Les données collectées grâce à l'outil jouent également un rôle crucial dans le soutien de l'accès à la justice - en fournissant des preuves pour les actions légales et non légales lorsque les communautés sont confrontées à des violations des droits de l'homme ou à des crimes contre l'environnement.

  • Il est essentiel de comprendre les activités économiques actuelles des communautés
  • Des moyens financiers sont nécessaires pour soutenir les processus juridiques et administratifs.
  • Le partenariat avec des organisations locales spécialisées dans la défense des droits et les activités économiques durables renforce l'impact de l'action.
  • Un travail de plaidoyer parallèle pour garantir les droits fonciers individuels et collectifs est essentiel.
  • La sensibilisation aux activités économiques durables doit impliquer tous les groupes communautaires, avec des efforts ciblés pour les femmes et les filles.
  • Un personnel formé dans les domaines de la justice, du droit et de l'économie durable est essentiel à la réussite.
Renforcer les réseaux de plaidoyer à plusieurs niveaux parmi les ONG pour amplifier l'action collective

L'utilisation d'un outil numérique pour collecter et analyser des données est innovante, mais l'impact réel vient de l'application de ces données pour soutenir le plaidoyer et l'application de la loi pour la protection des forêts, des communautés locales et des droits des peuples autochtones. À cette fin, de solides réseaux de sensibilisation locaux, nationaux et internationaux sont nécessaires pour prendre des mesures contre les abus signalés et pour obtenir des changements juridiques et politiques. En permettant le partage d'informations entre les utilisateurs et en ouvrant les données au grand public lorsque le consentement a été donné, l'outil facilite le travail collaboratif pour un plus grand impact.

  • La collaboration avec des ONG qui partagent des valeurs et des objectifs similaires renforce l'impact collectif.
  • La vérification et l'analyse coordonnées des données permettent de mener une action de plaidoyer unifiée et opportune.

  • Le partenariat avec des organisations locales spécialisées dans le plaidoyer juridique renforce l'impact.

  • Des relations étroites avec des institutions nationales et internationales de confiance permettent de valider et de promouvoir l'outil.

  • S'il est important de créer des réseaux d'ONG, il est également vital de respecter les organisations qui choisissent de ne pas collaborer. Soutenir chaque ONG locale individuellement - et éviter la concurrence - exige de la souplesse dans la conception des projets et l'engagement des donateurs.
  • Pour assurer la durabilité des réseaux, un financement à moyen et long terme est essentiel pour assurer le bon fonctionnement des efforts de coordination (frais de secrétariat, etc.).

  • Le soutien aux ONG locales et nationales en matière de développement organisationnel est essentiel pour leur permettre de participer efficacement aux réseaux.

Un système de suivi et d'établissement de rapports flexible et axé sur la communauté pour une responsabilisation et un suivi de l'impact en temps réel

L'efficacité de cet outil numérique repose sur le fait qu'il est accessible depuis des zones reculées et facile à utiliser pour les communautés locales et autochtones.

Il permet de recueillir des données au niveau local afin d'alimenter les actions de plaidoyer nationales et mondiales. Son adaptabilité réside également dans le fait qu'il peut être utilisé pour surveiller une variété de questions (exploitation forestière illégale - artisanale ou industrielle, exploitation minière, impact des projets du marché du carbone, violence liée au sexe, etc.

  • Des ressources financières suffisantes pour que l'outil continue à fonctionner et pour continuer à soutenir les observateurs
  • Un développement fiable et un soutien informatique pour le bon fonctionnement de l'outil
  • Des ateliers réguliers de renforcement des capacités pour les partenaires et les observateurs communautaires renforcent l'appropriation locale.
  • Outil adaptable pour répondre à l'évolution des besoins des partenaires
  • Le personnel de coordination au sein de notre équipe et des organisations partenaires améliore la mise en œuvre et la communication.
  • Des contrôles réguliers permettent de s'assurer que l'outil et le matériel fonctionnent correctement et répondent aux attentes des partenaires.
  • Un soutien continu et pratique, un mentorat et une formation en personne permettent aux partenaires de comprendre et d'utiliser l'outil de manière efficace.

  • Des facteurs politiques, sociaux ou environnementaux peuvent perturber la collecte de données ; la planification doit en tenir compte.

  • Si la formation technique est importante, elle doit être intégrée à une formation complète sur le droit de l'environnement et les droits de l'homme afin de donner aux communautés les moyens de plaider efficacement, de faire appliquer la loi et de réclamer justice et réparations.

  • Les femmes et les filles sont les principaux moteurs du changement et doivent être pleinement intégrées dans toutes les activités du projet.

Concevoir des solutions en collaboration avec des partenaires locaux et autochtones : Renforcer l'action communautaire pour un développement inclusif et durable

Il est de plus en plus évident que le fait d'accorder aux peuples autochtones et aux autres communautés locales le contrôle de leurs territoires améliore la protection des forêts, car ils sont directement investis dans la survie des forêts et veulent s'assurer que les générations futures pourront continuer à y vivre et à s'y épanouir. Pourtant, de nombreux programmes de développement, de protection de l'environnement et de lutte contre le changement climatique ne sont pas élaborés en collaboration avec les populations qui en subiront les conséquences. C'est pourquoi notre solution est née des défis que les organisations de base et les communautés autochtones et locales ont portés à notre attention. Ces communautés sont celles qui vivent toutes les illégalités forestières et les violations des droits fonciers. Le fait de s'attaquer directement à leurs problèmes garantit que la solution sera authentique et efficace. Le fait de travailler directement avec elles nous aide à mieux comprendre les contextes auxquels elles sont confrontées et à adapter l'outil en conséquence.

  • Partenariats à long terme et respectueux avec les utilisateurs d'outils et les communautés.
  • Capacité d'adaptation à l'évolution des contextes et des besoins locaux

  • Ressources financières adéquates pour les opérations et la durabilité de l'engagement

  • Des recherches préalables sur les traditions, la culture et les conditions socio-économiques locales améliorent la pertinence, l'acceptation et l'impact des outils.
  • La confiance et l'impact se développent grâce à une écoute approfondie, une sensibilité culturelle et un engagement respectueux.

  • L'impact réel est obtenu en travaillant avec, et pas seulement pour, les organisations autochtones et locales. En outre, il se développe lorsque l'on travaille avec des organisations locales de base et pas seulement avec des ONG nationales.
Compromis économiques fondés sur les écosystèmes

NFTree cherche à rendre la conservation économiquement compétitive en augmentant le coût d'opportunité de la conversion des forêts. Le modèle redirige les ressources vers la conservation en intégrant la blockchain, les systèmes MRV et les incitations communautaires, en canalisant les fonds dans une fiducie. Ces fonds sont alloués en fonction de la priorisation territoriale et des mécanismes de gouvernance communautaire qui valorisent la fonction écologique des forêts indigènes. NFTree offre ainsi une alternative écosystémique aux modèles de production traditionnels tels que l'élevage extensif de bétail ou les activités extractives.

NFTree propose des alternatives économiques qui rendent la conservation viable et attrayante. En attribuant une valeur financière à la conservation par le biais de la tokenisation et en la reliant à des services écosystémiques réels (p. ex. séquestration du carbone, biodiversité), le modèle permet de modifier la logique économique locale. Les fonds provenant des ventes de NFT sont acheminés vers un fonds fiduciaire et redistribués par le biais d'accords de conservation conçus par la communauté. Ces accords tiennent compte de l'intégrité écologique de chaque territoire et sont gérés collectivement. En conséquence, les activités économiques se détournent de la dégradation et se tournent vers la fourniture de services écosystémiques, renforçant ainsi la durabilité à long terme et la résilience locale.

  • Intégration des dimensions écologiques, sociales et de gouvernance dans le financement de la conservation
  • Priorité territoriale basée sur la valeur de conservation et le risque de déforestation
  • Structures financières fiduciaires pour garantir la transparence et l'utilisation équitable des fonds
  • Validation locale des accords de conservation adaptés à la dynamique de chaque territoire

  • Les incitations financières sont plus efficaces lorsqu'elles sont alignées sur les priorités et la gouvernance locales.
  • L'implication de la communauté dès les premières étapes accroît la légitimité et l'impact.
  • Les modèles économiques doivent être flexibles pour s'adapter à l'hétérogénéité des territoires et des parties prenantes.
  • Le MRV continu est essentiel pour maintenir la confiance et assurer la viabilité à long terme.

Système numérique de suivi, de rapport et de vérification (MRV)

NFTree déploie un système MRV numérique robuste qui combine l'imagerie satellite, l'observation par drone, l'intelligence artificielle (IA) et les données fournies par les communautés pour mesurer les stocks de carbone, la productivité des forêts et la biodiversité. Le système traite les données spatiales et biophysiques à l'aide d'outils tels que Google Earth Engine et de modèles d'apprentissage automatique pour détecter les changements forestiers à haute résolution. Le suivi communautaire complète les données technologiques pour valider et enrichir les ensembles de données écologiques. Cette approche multi-sources garantit la transparence des rapports, renforce la crédibilité auprès des acheteurs et des donateurs et améliore l'engagement local dans les efforts de conservation.

  • Des images satellite et de drone à haute résolution, accessibles via des plateformes telles que Google Earth Engine.
  • Modèles d'intelligence artificielle développés en collaboration avec des partenaires universitaires et techniques.
  • Des efforts cohérents de vérification sur le terrain au niveau local.
  • Infrastructure numérique pour le stockage des données, la visualisation et l'accès public via des plateformes telles que nftree.com.ec.

  • La combinaison de la télédétection et de la surveillance locale augmente la précision et la confiance de la communauté.
  • Les modèles d'IA nécessitent un calibrage spécifique à la région et une validation continue.
  • La transparence et l'accès aux données MRV responsabilisent les communautés et améliorent la confiance des bailleurs de fonds.
  • La formation des acteurs locaux est essentielle pour soutenir les efforts de surveillance à long terme.

Jetons de conservation basés sur la blockchain

NFTree tokenise des parcelles de 10x10 mètres au sein de zones de conservation, en utilisant la technologie blockchain pour créer des actifs numériques uniques qui représentent la valeur écologique, y compris les indicateurs de carbone et de biodiversité. Ces NFT sont intégrés aux données de surveillance générées par le système dMRV et sont liés à des emplacements géoréférencés. Chaque NFT se voit attribuer un identifiant traçable et est lié au modèle de gouvernance de la DAO, qui régit le réinvestissement des fonds. Le produit de l'achat de NFTrees est alloué par l'intermédiaire d'un fonds fiduciaire pour soutenir la gestion et la restauration des zones prioritaires définies par les statuts de la DAO.

  • Disponibilité de données géospatiales à haute résolution et de systèmes MRV
  • Infrastructure de contrats intelligents sur la blockchain (Polygon, Cosmos)
  • Structure de gouvernance établie (statuts de la DAO)
  • Cadre juridique et fiduciaire pour l'administration des fonds

  • La transparence dans la définition et la vente des jetons est essentielle à la confiance des utilisateurs
  • La combinaison de la modélisation scientifique et de la blockchain améliore l'intégrité
  • La co-conception avec les acteurs locaux garantit l'acceptation des unités tokenisées.
  • Une fiducie légale garantit une allocation transparente des fonds alignée sur les objectifs de conservation.

Gouvernance locale décentralisée via les OAD

NFTree encourage la formation d'organisations autonomes décentralisées (OAD) qui fonctionnent comme des organes de gouvernance conçus en collaboration avec les propriétaires fonciers et les acteurs locaux. Ces OAD sont formalisées par des statuts qui définissent les droits de vote, les membres, les responsabilités et les procédures d'allocation et de suivi des fonds. Dans des endroits comme Guayabillas, le DAO est adapté aux contextes locaux et s'intègre aux instruments existants tels que les réunions communautaires. Ces structures de gouvernance permettent la transparence, la priorisation locale des zones de conservation et la supervision collective des efforts de restauration et de MRV. NFTree incorpore des outils numériques pour gérer la DAO sur la chaîne, tout en conservant des mécanismes analogiques lorsque des contraintes technologiques l'exigent.

  • Rédaction et validation collectives des statuts de la DAO avec les propriétaires fonciers et les parties prenantes de la communauté.
  • Ateliers de renforcement des capacités locales et sessions d'intégration
  • Intégration de la gouvernance coutumière et des priorités écologiques
  • Utilisation de plateformes libres comme Aragon pour la gouvernance des DAO
  • Alignement sur les plans de conservation locaux (par exemple, les plans de gestion)

  • Les processus de gouvernance participative renforcent la confiance et l'engagement à long terme
  • La co-conception des statuts renforce la légitimité locale et la clarté des droits et des rôles.
  • Les modèles hybrides de gouvernance numérique et en ligne améliorent l'accessibilité et l'inclusion.
  • L'attribution transparente et consensuelle des fonds stimule l'engagement et la responsabilité.