Pour atteindre l'objectif de l'initiative GAIA, qui est de développer et de mettre en pratique un système d'alerte précoce de haute technologie pour les changements environnementaux, une nouvelle génération d'étiquettes pour animaux est un élément clé. Les équipes de GAIA travaillent sur le développement matériel et logiciel d'étiquettes miniaturisées pour animaux, dotées d'une technologie de capteur à faible consommation d'énergie, d'une caméra et d'un système de traitement d'images. Les balises seront autonomes en énergie, adaptées de manière optimale à l'anatomie des vautours et constitueront la base d'autres caractéristiques technologiques en cours de développement, telles que des intelligences artificielles embarquées pour la détection des comportements et la reconnaissance des images, ainsi qu'un système de communication IoT basé sur des satellites.

En outre, GAIA développe des concepts d'intelligence artificielle distribuée et des réseaux de microprocesseurs - des balises animales qui agissent comme un essaim. Analogue à l'intelligence naturelle en essaim, l'initiative GAIA cartographie l'intelligence numérique en essaim dans un réseau ad hoc de microprocesseurs. Ces réseaux qui se forment spontanément constituent la base de l'analyse distribuée et basée sur les capteurs de grandes quantités de données. En suivant cette voie, il sera possible pour les balises de vautours, par exemple, qui sont présentes au même endroit lors des événements de nourrissage, de se relier et de partager des tâches telles que les analyses d'intelligence artificielle et la transmission de données.

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.

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.

Les vautours sont des oiseaux très intelligents qui fournissent d'importants services écosystémiques. Pourtant, les populations de vautours de l'ancien monde ont diminué de façon spectaculaire au cours des dernières décennies en raison de facteurs anthropogéniques. Il est nécessaire de développer des stratégies de conservation efficaces pour faire face aux menaces critiques telles que l'empoisonnement aveugle ou l'épuisement des sources de nourriture. En même temps, leur comportement, y compris leurs interactions sociales, est encore mal compris. En s'appuyant sur des équipements de suivi de haute technologie et des outils analytiques basés sur l'IA, GAIA vise à mieux comprendre comment les vautours communiquent, interagissent et coopèrent, s'alimentent, se reproduisent et élèvent leurs petits. En outre, les scientifiques de GAIA étudient les stratégies sociales de recherche de nourriture des vautours à dos blanc et le transfert d'informations au sein des communautés de carnivores et de charognards. Dans le règne animal, il est courant que la recherche de nourriture soit entreprise non seulement par des individus, mais aussi par des groupes. Les animaux recherchent ensemble de la nourriture ou s'appuient sur les connaissances d'autres individus pour trouver de la nourriture. Cette recherche sociale de nourriture est probablement bénéfique, par exemple en ce qui concerne la quantité de nourriture trouvée, la taille des proies qui peuvent être chassées ou le temps nécessaire pour accéder à la nourriture. GAIA étudie les mécanismes de comportement et de communication propres à chaque espèce, ainsi que les incitations, les avantages et les inconvénients éventuels pour les individus.

En comprenant mieux ces connexions et interactions intra et interspécifiques, GAIA contribue également à une meilleure compréhension des racines des conflits entre l'homme et la faune (qui sont souvent liés au comportement des carnivores) et à la gestion des espèces. En Namibie par exemple, la recherche sur les communautés de lions permet de comprendre leur comportement spatial et d'atténuer les contacts avec la population locale (par exemple les éleveurs de bétail) afin de gérer les conflits entre l'homme et la faune (objectif 4 du GBF). Ces connaissances sont également utilisées pour observer et gérer durablement les populations locales de lions au profit des populations (objectif 9 du GBF), en équilibrant l'atténuation des conflits et le tourisme.

Les communautés doivent bénéficier des données collectées, et nous veillons à ce que ce soit le cas.

Nous soutenons les réunions trimestrielles de partage de données entre les conservatoires communautaires du Northern Rangelands Trust (NRT) et la Big Life Foundation, créant ainsi un forum ouvert où les données éclairent la prise de décision collaborative. Cela comprend la planification urbaine, les stratégies d'utilisation des terres et les initiatives de conservation menées par les communautés.

En partageant des informations sur les mouvements de la faune, les conditions environnementales et l'activité humaine, les communautés peuvent planifier ensemble la paix, la sécurité et la prévention des conflits entre l'homme et la faune (HWC). Ces sessions permettent aux conservatoires de co-développer des solutions à travers les paysages, en renforçant la coopération transfrontalière et en s'assurant que les données conduisent à l'action là où elle est le plus nécessaire.

Le CCF fournit un écosystème numérique holistique intégrant la technologie à l'échelle du paysage, la formation et l'engagement communautaire pour susciter un changement significatif, contribuant ainsi à la cible 20 du GBF - Renforcer le renforcement des capacités, le transfert de technologies et la coopération scientifique et technique pour la biodiversité.

Une plateforme de visualisation pour la gestion en temps réel des zones protégées, aidant les gestionnaires à prendre des décisions opérationnelles éclairées et liées à la conservation. Une communauté d'utilisateurs partage aujourd'hui les meilleures pratiques et les concepts novateurs, engageant EarthRanger à s'étendre au-delà de la protection des éléphants à une diversité d'applications pour la faune, l'écologie et les communautés.