Een satellietgebaseerd IoT-communicatiesysteem opzetten

Relevante ecologische processen en incidenten die van belang zijn voor onderzoek naar milieuveranderingen vinden meestal plaats in afgelegen gebieden die buiten het bereik liggen van terrestrische communicatie-infrastructuren. Gegevens die in het veld worden gegenereerd met behulp van diertags in deze regio's kunnen vaak slechts met een vertraging van dagen of zelfs weken worden verzonden. Om deze vertraging te overbruggen en ervoor te zorgen dat het waarschuwingssysteem geen vertraging oploopt, ontwikkelt GAIA een satellietcommunicatiemodule voor de tags en een nanosatelliet die in een lage baan om de aarde (LEO) opereert: Om verzamelde gegevens en informatie rechtstreeks van het zendende knooppunt naar de LEO-satelliet (Low Earth Orbit) te kunnen sturen, wordt een krachtige satelliet IoT-radiomodule in de nieuwe tags geïntegreerd. Dit garandeert een onmiddellijke, veilige en energiezuinige overdracht van de verzamelde gegevens. Het communicatiesysteem is gebaseerd op de terrestrische mioty®-technologie en zal voor het project worden aangepast aan satelliettypische frequentiebanden zoals de L- en S-band. Typische communicatieprotocollen, die soms worden gebruikt in de IoT-sector, zijn meestal ontworpen voor kleine pakketgroottes. De verdere ontwikkeling van het mioty® -systeem zal daarom ook gericht zijn op het verhogen van de datasnelheid en de berichtgrootte om toepassingsscenario's zoals beeldtransmissie mogelijk te maken.

Het satelliet IoT-systeem zal essentieel zijn voor communicatie zonder vertraging en dus voor een systeem voor vroegtijdige waarschuwing. Het levert een grote bijdrage aan het GAIA-systeem bij het bereiken van GBF-doelstelling 4 "Uitsterven een halt toeroepen, genetische diversiteit beschermen en conflicten tussen mens en wild beheren".

Een aanzienlijk deel van het onderzoek en de ontwikkeling van GAIA werd gefinancierd door de Duitse ruimtevaartorganisatie DLR. Dit leverde niet alleen budgetten op voor de ontwikkeling van de mioty® communicatiemodules in de tags en de eerste modules en concepten van de nanosatellieten, maar ook toegang tot een ecosysteem van ruimtevaarttechnologische belanghebbenden. De start-up Rapidcubes werd een belangrijke partner in het initiatief voor de ontwikkeling van de satelliet en de plannen voor volgende projectfasen omvatten samenwerking met bestaande DLR-infrastructuur zoals de Heinrich Hertz-satelliet.

De aanpassing van de aardse mioty® -protocollen voor satellietcommunicatie was succesvol. Met de Ariane 6 werd in juli 2024 een experimentele nanosatelliet in een lage baan om de aarde gebracht. Sindsdien worden de communicatieprotocollen getest en verfijnd voor toekomstige toepassing voor het GAIA-systeem voor vroegtijdige waarschuwing.

Ontwikkeling van een nieuwe generatie dierentags en concepten voor digitale zwermintelligentie in netwerken van apparaten

Om te voldoen aan het doel van het GAIA-initiatief om een hightech waarschuwingssysteem voor milieuveranderingen te ontwikkelen en in de praktijk te brengen, is een nieuwe generatie tags voor dieren een belangrijk onderdeel. GAIA-teams werken aan de hardware- en softwareontwikkeling van geminiaturiseerde dierentags met sensortechnologie met het laagste energieverbruik, een camera en beeldverwerking. De tags zullen energie-autonoom zijn, optimaal aangepast aan de anatomie van gieren en vormen de basis voor verdere technologische functies die worden ontwikkeld, zoals kunstmatige intelligentie aan boord voor gedragsdetectie en beeldherkenning en een satellietgebaseerd IoT-communicatiesysteem.

Daarnaast ontwikkelt GAIA concepten van gedistribueerde kunstmatige intelligentie en netwerken van microprocessoren - dierentags die zich gedragen als een zwerm. Analoog aan natuurlijke zwermintelligentie brengt het GAIA-initiatief digitale zwermintelligentie in kaart in een ad hoc netwerk van microprocessoren. Deze spontaan gevormde netwerken vormen de basis voor gedistribueerde en sensorgebaseerde analyse van grote hoeveelheden gegevens. Door dit pad te volgen wordt het mogelijk om bijvoorbeeld giertags, die op dezelfde locatie aanwezig zijn tijdens voedergebeurtenissen, met elkaar te verbinden en taken te delen zoals kunstmatige intelligentie-analyses en gegevensoverdracht.

Een belangrijke factor voor het succes van deze bouwsteen is de interdisciplinaire en sectoroverschrijdende samenwerking van de GAIA-partners: De Leibniz-IZW leverde biologische en veterinaire kennis over gieren en stelde doelen voor het technische ontwerp van de nieuwe tags. Het Fraunhofer IIS leverde expertise op het gebied van energiezuinige hardware, elektronica en mechanica en software voor de miniatuur units. De dierentuin van Berlijn bood de omgeving en toegang tot dieren om te helpen bij het ontwerp en om de prototypes in verschillende stadia te testen. Partnerorganisaties in Afrika zoals Uganda Conservation Foundation boden een omgeving voor diepgaande veldtesten van de tag-prototypes.

Na verschillende jaren van ontwerp en ontwikkeling werden prototypes van het nieuwe merksysteem in november 2024 in Oeganda in het wild getest. In het wild levende witruggieren werden uitgerust met prototypes genaamd "data collection tag" (DCT) die veel (maar niet alle) innovaties van de GAIA-tag bevatten. De tags werden na 14 dagen losgelaten van de gieren en verzameld met behulp van GPS- en VHF-signalen, waardoor de hardware- en softwareprestaties grondig konden worden onderzocht en de verzamelde gegevens konden worden geëvalueerd. Deze analyses zullen een grote bijdrage leveren aan de verdere ontwikkeling van het systeem.

Multilevel pleitbezorgingsnetwerken tussen NGO's versterken om collectieve actie te versterken

Het gebruik van een digitale tool voor het verzamelen en analyseren van gegevens is innovatief, maar de echte impact komt van het toepassen van die gegevens ter ondersteuning van belangenbehartiging en wetshandhaving voor de bescherming van bossen, lokale gemeenschappen en de rechten van inheemse volken. Hiervoor zijn sterke lokale, nationale & internationale advocacy netwerken nodig om actie te ondernemen tegen gerapporteerde misstanden & om veranderingen in wetgeving & beleid te bewerkstelligen. Door het delen van informatie tussen gebruikers mogelijk te maken & gegevens open te stellen voor het grote publiek als daar toestemming voor is gegeven, vergemakkelijkt de tool samenwerking voor een grotere impact.

  • Samenwerken met NGO's die dezelfde waarden en doelen delen versterkt de collectieve impact.
  • Gecoördineerde verificatie en analyse van gegevens ondersteunt tijdige, gezamenlijke pleitbezorging.

  • Samenwerken met lokale organisaties die gespecialiseerd zijn in juridische belangenbehartiging vergroot de impact

  • Sterke relaties met betrouwbare nationale en internationale instellingen helpen bij het valideren en promoten van de tool.

  • Hoewel het belangrijk is om netwerken van NGO's op te bouwen, is het ook essentieel om te respecteren wanneer organisaties ervoor kiezen om niet samen te werken. Om elke lokale NGO afzonderlijk te ondersteunen - en concurrentie te vermijden - is flexibiliteit nodig in projectontwerp en donorbetrokkenheid.
  • Om de duurzaamheid van netwerken te garanderen, is financiering op middellange en lange termijn essentieel om de coördinatie-inspanningen vlot te laten verlopen (secretariaatskosten enz.).

  • Steun aan lokale en nationale NGO's voor organisatorische ontwikkeling is essentieel om hen in staat te stellen effectief deel te nemen aan netwerken.

Regelmatige evaluaties

Om ervoor te zorgen dat de door GP Fish gesteunde visproductie ook voor de meest kwetsbaren een toegankelijke eiwitbron is, houdt GP Fish regelmatig de visprijzen bij en het aandeel van de totale productie dat toegankelijk is voor de voedselonzekere bevolking. Volgens de uitgevoerde onderzoeken is respectievelijk 90%, 58%, 84% en 99% van de gekweekte vis toegankelijk voor de voedselonzekere bevolking in Madagaskar, Malawi, Zambia en Cambodja (status 2023). Deze cijfers benadrukken opnieuw het potentieel van extensieve en semi-intensieve aquacultuurtechnieken om betaalbare eiwitten en voedingsstoffen te leveren in gebieden met een hoog percentage kwetsbare mensen.

Voordelen van kleinschalige aquacultuur in vergelijking met industriële productie

Naast de economische levensvatbaarheid is kleinschalige aquacultuur meestal milieuvriendelijker dan industriële productiesystemen op basis van geïndustrialiseerd voer. Visvoer bevat meestal een bepaalde verhouding vismeel en visolie en deze ingrediënten worden voornamelijk geproduceerd uit kleine pelagische vissen afkomstig van de vangstvisserij, wat een extra belasting vormt voor het mariene milieu. Dit heeft ook gevolgen voor de voedselonzekere bevolking, omdat kleine pelagische vissen zeer voedzaam zijn en direct bijdragen aan de bestrijding van voedselonzekerheid. Visvoer omvat ook landbouwproducten zoals maïs en soja, en concurreert dus met de voedselproductie voor menselijke consumptie. Ondanks de negatieve externe effecten op de biodiversiteit van de oceanen, heeft onderzoek ook aangetoond dat intensieve aquacultuursystemen meer bijdragen aan de opwarming van de aarde door geautomatiseerde processen en een grote vraag naar productiemiddelen. Bovendien veroorzaken deze systemen habitatvernietiging en introduceren ze uitheemse soorten, die de inheemse biodiversiteit verder aantasten. Extensieve en semi-intensieve kleinschalige aquacultuur vereist daarentegen weinig externe inputs en heeft minder impact op het milieu. Daarom ondersteunt GP Fish kleinschalige aquacultuur van omnivore vissoorten zoals karper en tilapia. Het doel is om producenten technisch en economisch sterker te maken door de productiviteit van vijvers te optimaliseren en visproductie te integreren in landbouwactiviteiten. Deze aanpak maakt duurzaam gebruik van de natuurlijke omgeving om de visproductie te bevorderen.

Ondersteuning en stimulansen

Dit blok richt zich op de ondersteunings- en stimuleringsstructuur voor deelnemers. Het omvat het leveren van zaailingen, technisch advies en capaciteitsopbouw. De betalingen zijn gebaseerd op prestaties, gekoppeld aan de overleving van bomen en de aanwezigheid van inheemse soorten en soorten met een lange omlooptijd, waardoor de vestiging van bossen op lange termijn wordt aangemoedigd.

  • Technische ondersteuning: Zaailingen en deskundig advies over bosaanleg.
  • Prestatiegebonden betalingen: Stimulansen op basis van overleving van de bomen, waardoor voortdurende zorg wordt bevorderd.
  • Capaciteitsopbouw: Training om vaardigheden voor het planten en onderhouden van bomen te verbeteren.
  • Stimulansen motiveren zorg: Het koppelen van betalingen aan de overlevingskansen van bomen stimuleert beter boombeheer.
  • Technische ondersteuning is essentieel: Het verstrekken van zaailingen en deskundige begeleiding en regelmatig toezicht verbetert de overlevingskansen.
  • Capaciteitsopbouw geeft boeren meer macht: Training in duurzame bosbouwpraktijken leidt tot succesvol bosonderhoud.

Sectoroverschrijdende partnerschappen opbouwen

Hack The Planet erkent dat onze partnerschappen ons in staat stellen om krachten, middelen en expertise te combineren, waardoor de impact wordt vergroot en innovatieve oplossingen worden gestimuleerd. Samenwerken creëert gedeelde waarde en bouwt netwerken op, waardoor wederzijdse groei en duurzaamheid mogelijk worden.

Lokale betrokkenheid:
De scanners sturen real-time waarschuwingen naar de anti-stroperij controlekamer. Deze waarschuwingen kunnen ook worden gedeeld met lokale gemeenschappen of naburige boerderijen, zodat zij als derde partij kunnen optreden in de strijd tegen stroperij. Door de lokale bevolking direct bij het reactieproces te betrekken, bevordert het systeem de samenwerking, verhoogt het situationeel bewustzijn en stelt het de gemeenschappen in staat om een actieve rol te spelen bij de bescherming van wilde dieren.

Scanneredge is een samenwerking met Tech for Conservation-organisatie Smartparks, het beheer van nationale parken zoals Gonarezhou - Zimbabwe, parktechnici, rangers (QRU) en de lokale gemeenschap. Door deze sectoroverschrijdende samenwerking hebben we aangetoond dat ScannerEdge klaar is voor bredere toepassing, waardoor het aantal actieve nationale parken en het totaal aantal scanners in gebruik toeneemt.

Om een succesvol sectoroverschrijdend partnerschap op te zetten, is het essentieel om vanaf het begin de rol en mate van betrokkenheid van elke partner duidelijk te definiëren. Het waarborgen van lokaal eigenaarschap van de oplossing is cruciaal voor het bereiken van duurzaamheid en impact op de lange termijn.

Doel: Middelen, expertise en strategische doelen van verschillende sectoren op elkaar afstemmen voor effectieve implementatie en operationeel succes.

Hoe het werkt: Partnerschappen worden opgebouwd door middel van workshops, gedeelde missies en transparante overeenkomsten waarin rollen en verantwoordelijkheden worden beschreven. Regelmatige evaluaties zorgen ervoor dat de partnerschappen productief blijven.

Scanneredge biedt een plug&play innovatie met een snelle installatie die het gebied direct na installatie kan monitoren op tekenen van potentiële stropers.

Het echte succes hangt af van het vermogen van de interne Rangers Quick Response Unit om snel en effectief te handelen op basis van de real-time gegevens die worden verstrekt. De eenheid moet constant stand-by blijven, uitgerust zijn met betrouwbaar vervoer en voorbereid zijn om te reageren op stroperijactiviteiten.

Het opbouwen van vertrouwen tussen belanghebbenden kost tijd, maar is essentieel voor samenwerking op de lange termijn.

Sectoroverschrijdende partnerschappen vergroten de financieringsmogelijkheden en het delen van kennis, wat de algehele impact vergroot.

Quick Response Unit reageert op verdachte bedreigingen op basis van realtime gegevens

Door gebruik te maken van realtime waarschuwingen van ScannerEdge kan een reactie-eenheid snel potentiële bedreigingen beoordelen en beperken, zoals stroperij of andere illegale activiteiten.

Doel: RF-signaaldetectie omzetten in bruikbare inzichten die leiden tot snelle responsacties in het veld.

Hoe het werkt: Waarschuwingen worden doorgestuurd naar speciale responsteams die zijn uitgerust om te onderzoeken en in te grijpen. De GPS-functionaliteit van ScannerEdge en de integratie in EarthRanger helpt bij het lokaliseren van signaalbronnen voor nauwkeurige actie.

Reactieprotocollen moeten duidelijk worden gedefinieerd om vertragingen in de besluitvorming te voorkomen.

Samenwerking met lokale handhavingsinstanties verhoogt de doeltreffendheid van snelle interventieteams.

Realtime respons is effectiever in combinatie met voorspellende analyses op basis van historische ScannerEdge-gegevens.

Debriefing

De debriefing vindt zowel tijdens als na het spel plaats. Na elke sessie kunnen korte debriefings plaatsvinden om te peilen wat de deelnemers van het spel vonden op individueel en territoriaal niveau. Deze worden licht gehouden om de flow van het spel te behouden.

Na afloop van het spel kan een meer diepgaande nabespreking plaatsvinden. Dit hoeft niet onmiddellijk na het spel te gebeuren; het kan ook voor de volgende dag worden gepland. Voor deze discussie is enige voorbereiding nodig. De begeleider kan een lijst met voorbereide vragen en een uitgeprinte kaart van het gebied meenemen. Tijdens deze nabespreking identificeren de deelnemers de uitdagingen die ze tegenkwamen op het gebied van landgebruik en de oorzaken van die uitdagingen. De belangrijkste actoren die nodig zijn voor een oplossing en mogelijke ideeën voor oplossingen worden ook besproken. De kaart dient als visueel hulpmiddel om de discussie te begeleiden. Enkele basisvragen die gesteld kunnen worden zijn

  • Wat gebeurde er tijdens het spel? Hoeveel, hoe snel en waarom is de bodem afgebroken?
  • Wat waren de belangrijkste conflicten die tijdens het spel ontstonden? Tussen welke actoren?
  • Heb je oplossingen gevonden?
  • Heb je geprobeerd ze te implementeren? Wat was het resultaat?

Natuurlijk kunnen de vragen specifieker zijn en aangepast aan de deelnemers en de situaties die zich tijdens het spel voordeden.

-Een getrainde moderator die ook het spel van de debatdeelnemers faciliteerde

-open sfeer

-voorbereide vragen en materiaal (zoals kaarten) voor het debat

-kennis van de facilitator op het gebied van ruimtelijke ordening en risicobeheer

Een gestructureerde aanpak - het categoriseren van conflicten, problemen, oorzaken en oplossingen - kan helpen om de situatie op te splitsen en doeltreffender oplossingen te vinden. Tijdens de debriefing kunnen bijvoorbeeld verschillende soorten conflicten worden geïdentificeerd, zoals agro-pastorale conflicten of geschillen tussen boeren. Voor elk type conflict kunnen verschillende problemen worden geïdentificeerd. In het geval van een agro-pastoraal conflict kan een van de problemen de verspreiding van vee zijn, wat leidt tot de vernietiging van gewassen. Voor elk probleem kunnen mogelijke oorzaken worden geïdentificeerd. In ons voorbeeld zou een oorzaak kunnen zijn dat de kudde niet goed wordt beheerd. Tot slot moeten voor elke oorzaak ideeën voor het oplossen van het conflict en het identificeren van de belangrijkste actoren worden voorgesteld.

Module 5: Bewustmaking van de gemeenschap en bevordering van vroegtijdige waarschuwing

Vroegtijdige waarschuwingen worden via meerdere kanalen gegeven, waaronder een mobiele app, smart broadcasting, telefoongesprekken en sms-berichten. De app wordt het meest gebruikt, maar waarnemers delen ook waarschuwingen via WeChat-groepen of persoonlijke netwerken voor een groter bereik. Om het bereik te vergroten voeren veldteams huis-aan-huis bewustwordingscampagnes in dorpen waar olifanten leven. Als gevolg hiervan is de app gedownload door meer dan 246.660 gebruikers.
Deze module heeft de publieke betrokkenheid versterkt en de capaciteit van de gemeenschap opgebouwd door face-to-face contact te combineren met digitale hulpmiddelen. Het verbetert ook het begrip van het publiek over de bescherming van wilde dieren en moedigt participatie aan. Deze inspanningen ondersteunen rechtstreeks GBF-doelstellingen 20 (capaciteitsopbouw) en 21 (publiek bewustzijn en educatie).

  1. Dorpelingen in door olifanten getroffen gebieden hebben een sterke behoefte aan persoonlijke veiligheid.
  2. Medewerkers die toezicht houden, gaan van deur tot deur in lokale gemeenschappen.
  1. Voortdurende training: Regelmatige trainingssessies zijn van essentieel belang, vooral voor mensen in een overgangsfase en kwetsbare groepen zoals ouderen, kinderen en personen met een handicap.
  2. Impact van gerichte waarschuwingen: Nauwkeurige verstrekking van vroegtijdige waarschuwingsberichten via telefoon en sms heeft het vermogen van de bewoners van de gemeenschap om tijdig beschermende maatregelen te nemen aanzienlijk beïnvloed.