O objetivo dos viveiros permanentes baseados na comunidade é garantir a produção de mudas de alta qualidade e resistentes para os esforços de reflorestamento e, ao mesmo tempo, desenvolver a capacidade local. Cada um dos quatro distritos do projeto (Luwero, Mbale, Busia e Kapchorwa) estabeleceu um viveiro centralizado por local, equipado com ferramentas essenciais, instalações de irrigação e operadores de viveiro treinados. As sementes foram entregues com antecedência (dezembro de 2023 a janeiro de 2024) para permitir o processo completo de crescimento e endurecimento, garantindo que as mudas atendessem aos padrões de sobrevivência. Os viveiros produziram 96.423 mudas de espécies de árvores multiuso, incluindo Grevillea e Agrocarpus, que foram selecionadas por sua adaptabilidade às condições climáticas locais, resistência à seca e propriedades de estabilização do solo. Os viveiros também serviram como centros de treinamento, onde os agricultores aprenderam boas técnicas agroflorestais, propagação de sementes, controle de pragas e técnicas de gerenciamento de mudas.

Esse é o mecanismo de entrada abrangente para todas as informações vitais para a plataforma do PyroSense. Sua finalidade é coletar dados em tempo real, de várias origens, garantindo que o sistema tenha a entrada necessária para uma análise precisa e uma tomada de decisão eficaz.

O PyroSense integra uma matriz de dados agnóstica e altamente compatível:

1. Os sensores ambientais de IoT são estrategicamente implantados e coletam continuamente dados de CO2, temperatura e umidade em tempo real. Eles são agnósticos em termos de tipo e protocolo, compatíveis com MQTT, LoRa, Sigfox e NBIoT, garantindo ampla integração. Para maior eficiência, eles possuem baterias de longa duração (até 10 anos), minimizando a manutenção.

2. Câmeras fixas e drones capturam imagens de alta resolução e vídeo ao vivo. A Integrated Vision AI processa esses dados visuais em tempo real para detectar anomalias como fumaça ou fogo.

3. O PyroSense reúne dados de estações meteorológicas locais e satélites. A combinação de dados locais granulares com uma ampla cobertura de satélite proporciona uma compreensão abrangente do clima atual.

4. O GIS fornece informações espaciais fundamentais, incluindo mapas de terreno, vegetação, infraestrutura, etc.

5. Os wearables dos bombeiros monitoram a biometria em tempo real. A IA aprimora os dados para reconhecimento de padrões de risco, fadiga ou estresse por calor. Alertas em tempo real são enviados para equipes ou centros de controle próximos, permitindo uma intervenção proativa.

Os anfíbios são mais ameaçados e estão diminuindo mais rapidamente do que as aves ou os mamíferos. As populações de anfíbios estão diminuindo devido a vários fatores, como mudanças climáticas, o fungo quitrídio e outros fatores antropogênicos, como o tráfico de espécies. No entanto, o nível de ameaça aos anfíbios é, sem dúvida, subestimado porque 1294 espécies (22,5%) são muito pouco conhecidas para serem avaliadas, em comparação com apenas 78 aves (0,8%)(Stuart et al., 2004).

Esse déficit de conhecimento ressalta a importância vital de ferramentas educacionais como o Ribbit na democratização da pesquisa científica. Ao reduzir as barreiras ao monitoramento ecológico, aplicativos como o Ribbit transformam observadores passivos em participantes ativos da conservação. As tecnologias educacionais permitem que os cientistas cidadãos contribuam diretamente para a compreensão e a proteção de ecossistemas vulneráveis, abordando limitações críticas de pesquisa por meio da coleta de dados ampliada em regiões pouco pesquisadas.

Essas plataformas inovadoras aumentam a conscientização do público sobre os desafios da biodiversidade e, ao mesmo tempo, oferecem caminhos acessíveis para o envolvimento científico. Ao contrário dos aplicativos voltados para pássaros, com infraestruturas de pesquisa bem estabelecidas, a conservação dos anuros carece de plataformas abrangentes de ciência cidadã. O Ribbit preenche essa lacuna crítica, capacitando as pessoas a se tornarem contribuintes cruciais para a pesquisa de anfíbios, mudando a maré da deficiência de dados e apoiando os esforços de conservação global por meio da administração ambiental colaborativa e habilitada pela tecnologia. É o primeiro aplicativo a incluir informações sobre mais de 800 espécies de anfíbios, em quatro idiomas, incluindo tipo de chamada, foto, informações da CITES (se as espécies são traficadas ou usadas para fins comerciais, abordando as metas 5 e 9 do GBF), status da IUCN (se as espécies estão ameaçadas de extinção, abordando a meta 4 do GBF) e informações gerais sobre comportamento e reprodução animal.

Foi demonstrado que os aplicativos de ciência cidadã ajudam no monitoramento da biodiversidade e, ao mesmo tempo, envolvem os entusiastas da natureza(Callaghan et al., 2019). Por exemplo, o FrogID, um aplicativo do Museu Australiano, permite que os usuários gravem chamadas de sapos cuja identidade é verificada por validadores humanos. Até o momento, o FrogID publicou artigos relacionados ao monitoramento de espécies invasoras(Rowley e Callaghan, 2023), informando as avaliações da lista vermelha da IUCN(Gallagher et al., 2024), avaliando os impactos do fogo (Mitchell et al., 2023), compreendendo os impactos da urbanização(Callaghan et al., 2020) e estudando o comportamento do canto das rãs(Liu et al., 2022). Nosso objetivo é obter resultados semelhantes com o Ribbit, com espécies de anuros em todo o mundo e em um período de tempo mais curto. Até o momento, a equipe do FrogID tem um acúmulo de mais de 18.000 chamadas, o que poderia ser bastante reduzido com nosso aplicativo, já que o tempo de processamento é bastante reduzido com a implementação de algoritmos de aprendizado de máquina.

Durante a primeira rodada de testes beta do nosso aplicativo, 50 usuários enviaram gravações para identificação. O feedback foi positivo: especialistas no assunto apontaram que a espécie que eles registraram correspondia à prevista pelo Ribbit, e os entusiastas da natureza gostaram do recurso "Frog of the Day" (Rã do Dia), que os apresentou a uma nova espécie de anuro ou permitiu que eles se familiarizassem novamente com anuros conhecidos por meio do nome e da vocalização mais comum da espécie (meta 11 da GBF).

Os modernos jardins zoológicos e aquários em todo o mundo oferecem oportunidades únicas ao contribuir com a experiência em cuidados com os animais, conservação de espécies e educação pública, formando uma base sólida para a conservação moderna e a pesquisa científica. Ao trabalhar em estreita colaboração com essas instituições e utilizar os dados e as percepções que elas geram, a Iniciativa GAIA visa preencher a lacuna entre os esforços de conservação in-situ e ex-situ. Os animais sob cuidados humanos podem servir como modelos valiosos para compreender a biologia, o comportamento e as respostas das espécies às mudanças ambientais. Além disso, as condições controladas dos jardins zoológicos permitem o desenvolvimento e o teste de tecnologias avançadas, como sensores de origem animal e sistemas de IA, em ambientes mais previsíveis e acessíveis antes da implantação na natureza.

As principais áreas de foco desse bloco de construção incluem:

• Geração de dados de referência e treinamento para o desenvolvimento do pipeline de IA para os dados do sensor. Ao implantar as etiquetas em abutres em cativeiro em um grande aviário e recodificar seu comportamento simultaneamente, conseguimos criar um conjunto de dados emparelhados para o treinamento da IA. Com a IA treinada, não há mais necessidade de observar os animais para detectar comportamentos relevantes, por exemplo, alimentação; a IA pode prever de forma muito confiável o comportamento a partir dos dados do sensor, o que nos dá insights sobre o comportamento dos animais-alvo ao longo de sua vida.
• Educação e engajamento público: O Zoo Berlin integra as descobertas do GAIA em seus programas educacionais e colabora com as relações com a mídia e com o alcance público, promovendo a conscientização e a participação do público na conservação da biodiversidade e nas inovações tecnológicas. Os visitantes são apresentados a ferramentas de ponta e ao seu impacto na conservação da vida selvagem.

O impacto mínimo e estritamente necessário sobre cada animal é um dos principais objetivos da Iniciativa GAIA. Tanto para os leões quanto para os abutres, foram realizados extensos procedimentos de teste (dentro do sistema alemão de Testes em Animais e Bem-Estar Animal) no Zoológico de Berlim e no Berlin Tierpark. As técnicas foram desenvolvidas e testadas por especialistas veterinários tanto para animais de zoológico quanto para animais selvagens e são consideradas seguras e compatíveis com considerações rigorosas de bem-estar animal. Além disso, tanto no GAIA quanto em outros grupos de pesquisa, há experiência e dados de longo prazo sobre os efeitos da marcação e da colocação de coleiras nas respectivas espécies. Foi comprovado, por exemplo, que a marcação de abutres não tem nenhum efeito prejudicial sobre o bem-estar, a saúde ou a reprodução das aves. Descobriu-se que os abutres vivem muitos anos com as marcas, têm movimentos e comportamento de forrageamento semelhantes e têm filhotes.

A parceria do GAIA com o Zoológico de Berlim também enfatiza os objetivos de comunicação e transferência de conhecimento da Iniciativa no sentido da meta 21 do GBF "Assegurar que o conhecimento esteja disponível e acessível para orientar a ação em prol da biodiversidade". Esse campo de atividade não visa apenas o público em geral para aumentar a conscientização sobre a conservação da biodiversidade e as inovações tecnológicas, mas também os tomadores de decisões políticas em nível nacional e internacional. A GAIA tem sido muito ativa na consultoria com as partes interessadas políticas na Alemanha e na Namíbia, por exemplo, além de participar do IUCN Regional Conservation Forum 2024 em Bruges, na Bélgica.

Para a pesquisa ecológica e para os casos de uso da GAIA, é necessário reconhecer de forma confiável e precisa o comportamento de diferentes espécies de animais durante um longo período de tempo em regiões remotas e selvagens. Para isso, os cientistas do GAIA desenvolveram e treinaram uma inteligência artificial (IA) que pode realizar a classificação comportamental a partir de dados de GPS e aceleração e nos dizer exatamente o que, por exemplo, os abutres de dorso branco equipados com etiquetas de animais estão fazendo em um determinado momento e local. Por fim, essa IA será executada diretamente nas etiquetas de animais GAIA e gerará informações comportamentais a partir de dados de sensores. Em uma segunda etapa, os cientistas combinaram o comportamento assim classificado com os dados de GPS das etiquetas. Usando algoritmos para agrupamento espacial, eles identificaram locais onde determinados comportamentos ocorriam com mais frequência. Dessa forma, eles obtiveram locais espacial e temporalmente bem resolvidos onde os abutres se alimentavam. Por último, mas não menos importante, o GAIA está desenvolvendo uma IA para reconhecimento de imagens que analisará as fotos tiradas pela câmera integrada do novo sistema de etiquetas. Todos esses algoritmos serão executados diretamente na etiqueta e poderão realizar um processamento eficiente de dados incorporados. Isso também impõe exigências muito especiais à IA de reconhecimento de imagens, que deve operar com moderação e com pequenas quantidades de dados. Para isso, as equipes do GAIA estão desenvolvendo estratégias e modelos apropriados para IA esparsa.

Esse novo pipeline de detecção de carcaças é um recurso fundamental para interromper a extinção de espécies e gerenciar conflitos entre humanos e animais selvagens e, portanto, está alinhado com a meta 4 da GBF. O pipeline permite a detecção rápida da morte de abutres ou da morte do animal do qual os abutres estão se alimentando. Ambos os cenários são relevantes para interromper a extinção de espécies: O envenenamento de carcaças contribui significativamente para o declínio das populações de muitas espécies de abutres. Como os abutres usam estratégias sociais em sua busca por alimento, uma carcaça envenenada pode matar centenas de aves. Os cientistas da Iniciativa GAIA demonstraram que a marcação de abutres permite a detecção precoce de mortes e a remoção da carcaça. A marcação de abutres e o uso dos pipelines de IA descritos aqui podem reduzir substancialmente outras mortes. Em segundo lugar, a detecção antecipada de incidentes de caça ilegal de espécies ameaçadas pode pôr um fim total à caça ilegal no local e contribuir significativamente para o combate à extinção.

Os satélites e as aeronaves desempenham um papel fundamental na coleta de dados ambientais à distância, ajudando-nos a entender melhor nosso clima e ecossistemas. O sensoriamento remoto, geralmente realizado a partir de aeronaves, balões ou satélites, nos permite monitorar grandes áreas e regiões remotas por longos períodos. Esses "olhos no céu" são complementos valiosos para as observações terrestres, ajudando-nos a entender as correntes marítimas e aéreas, as mudanças na cobertura da terra e as mudanças climáticas. Entretanto, os animais também possuem sentidos extraordinários e uma capacidade única de detectar mudanças em seus habitats. Ao combinar as capacidades dos animais com as tecnologias de sensoriamento remoto, o GAIA visa aprimorar nossa capacidade de monitorar e compreender nosso planeta. Os animais têm habilidades sensoriais superiores e estratégias comportamentais que lhes permitem perceber mudanças sutis e dramáticas em seus ecossistemas, bem como detectar incidentes críticos. Os abutres, por exemplo, atuam como "espécies sentinelas" e podem elevar o conceito de sensoriamento remoto a novos patamares. Eles patrulham regularmente vastas áreas em busca de alimentos, operando sem emissões, recursos adicionais ou reparos. Além disso, suas patrulhas são guiadas por sua visão excepcional e pela missão de encontrar carcaças. A maneira como patrulham, o que procuram e os incidentes aos quais nos levam podem estar ligados a mudanças ambientais e eventos ecológicos específicos.

Para explorar totalmente o potencial do sensoriamento remoto de abutres, o GAIA se concentra em dois aspectos essenciais. Em primeiro lugar, poderosos dispositivos de rastreamento são acoplados aos abutres para monitorar seus movimentos e comportamento em escalas temporais e espaciais detalhadas. Em segundo lugar, novas soluções tecnológicas estão sendo desenvolvidas para entender melhor o que os animais observam e fazem. Isso inclui uma etiqueta de câmera recém-desenvolvida com uma câmera integrada, algoritmos de inteligência artificial para detecção de comportamento e reconhecimento de imagens e uplink de satélite para cobertura em tempo real em regiões remotas. Com essas ferramentas, os animais podem capturar imagens e fornecer dados de seus arredores mais rapidamente, com maior resolução e especificidade do que as imagens de satélite. Essa abordagem inovadora nos permite ver a natureza pelos olhos dos animais.

O GAIA adotou uma estratégia de desperdício mínimo: Somente os equipamentos técnicos absolutamente essenciais são usados e desenvolvidos. Coleiras e etiquetas permanecem por longos períodos de tempo (por exemplo, abutres) ou são coletadas rotineiramente (por exemplo, leões) para extrair dados. Nenhum transmissor permanece na paisagem: se um transmissor cai ou o animal que carrega a etiqueta morre, ele é localizado e removido da paisagem. Dessa forma, o sistema GAIA é um sistema "sem deixar rastros" com benefícios significativos para os ecossistemas.

A corrupção no setor florestal continua a minar os direitos e os meios de subsistência das comunidades locais e indígenas. Ao institucionalizar o uso do ForestLink, capacitamos as comunidades locais para além da aplicação da lei - o sistema provou ser fundamental no combate a essa corrupção, permitindo que as comunidades documentem violações dos direitos à terra e atividades ilegais, defendam seus territórios e garantam o acesso à justiça, ao mesmo tempo em que asseguram oportunidades econômicas sustentáveis ligadas aos recursos florestais.

Crucialmente, o ForestLink apoia atividades econômicas sustentáveis e estabelece as bases para o pagamento por serviços ambientais, reforçando a autonomia da comunidade e a administração dos recursos naturais. Por meio de parcerias com organizações locais especializadas em advocacia legal e empreendimentos sustentáveis, as comunidades recebem apoio para desenvolver meios de subsistência alinhados à proteção florestal. Os principais fatores facilitadores incluem a compreensão das práticas econômicas atuais, a garantia de apoio financeiro para ações legais e o envolvimento em defesa paralela para garantir os direitos à terra.

Ao gerenciar e defender ativamente suas terras, as comunidades reforçam sua autonomia e contribuem para o desenvolvimento local de longo prazo. Os dados coletados por meio da ferramenta também desempenham um papel crucial no apoio ao acesso à justiça, fornecendo evidências para ações legais e não legais quando as comunidades enfrentam abusos de direitos humanos ou crimes ambientais.

O uso de uma ferramenta digital para coletar e analisar dados é inovador, mas o impacto real vem da aplicação desses dados para apoiar a defesa e a aplicação da lei para a proteção das florestas, das comunidades locais e dos direitos dos povos indígenas. Para isso, são necessárias fortes redes de defesa locais, nacionais e internacionais para agir contra os abusos relatados e conseguir mudanças legais e políticas. Ao permitir que as informações sejam compartilhadas entre os usuários e ao abrir os dados para o público em geral quando houver consentimento, a ferramenta facilita o trabalho colaborativo para obter maior impacto.

A eficiência dessa ferramenta digital se baseia no fato de que ela é acessível a partir de áreas remotas e fácil de usar por comunidades locais e indígenas.

Ela permite a coleta de dados de base para alimentar a defesa nacional e global. Sua adaptabilidade também reside no fato de que pode ser usada para monitorar uma variedade de questões (extração ilegal de madeira - artesanal ou industrial, mineração, impacto dos projetos do mercado de carbono, VBG etc.) em diversos contextos.