2) Оценка общей длины крокодилов по снимкам, сделанным дронами, с помощью модели

Понимание демографической структуры жизненно важно для изучения и сохранения дикой природы. Для крокодилов точная оценка общей длины и демографического класса обычно требует тщательного наблюдения или отлова, часто частично погруженных особей, что приводит к потенциальной неточности и риску. Беспилотные технологии предлагают беспристрастную и более безопасную альтернативу для классификации. В данном исследовании оценивалась эффективность фотографий, сделанных с помощью дронов, в сочетании с аллометрическими зависимостями длины головы для оценки общей длины, а также предложен стандартизированный метод демографической классификации крокодилов с помощью дронов.

Для 17 видов крокодилов была разработана аллометрическая схема корреляции между длиной головы и общей длиной, включающая доверительные интервалы для учета источников неточности (например, точности аллометрии, наклона головы, смещения наблюдателя, изменчивости рельефа). Влияние рельефа оказалось менее значительным, чем ошибки фотограмметрического программного обеспечения, связанные с расстоянием между образцами земли (GSD). Аллометрическая схема предсказала длину с точностью ≃11-18 % для всех видов, причем естественные аллометрические различия между особями объясняют большую часть этого диапазона. По сравнению с традиционными методами, которые могут быть субъективными и рискованными, наш подход, основанный на использовании дронов, является объективным, эффективным, быстрым, дешевым, неинвазивным и безопасным.

1) Стандартизированные протоколы съемки с помощью беспилотников

Этот блок устанавливает стандартизированные параметры полета для эффективного мониторинга крокодилов

Крокодилы могут приближаться на близкое расстояние (высота 10 м), а беспилотники потребительского класса не вызывают реакции на полет западноафриканских крупных млекопитающих и птиц на высоте 40-60 м. Высота и другие параметры полета не влияли на обнаруживаемость, поскольку фотографии высокого разрешения позволяли вести точный подсчет. Опыт наблюдателя, полевые условия (например, ветер, отражение солнца) и характеристики местности (например, растительность, однородность) существенно влияли на обнаруживаемость. Учеты крокодилов с помощью дронов следует проводить с высоты 40 м в первой трети дня. Беспилотные исследования имеют преимущества перед традиционными методами, включая точную оценку размеров, меньшее беспокойство и возможность охватить большие и более удаленные территории. Фотографии, сделанные с помощью беспилотников, позволяют проводить повторяемые и количественные оценки среды обитания, выявлять случаи вторжения и другие незаконные действия, а также оставлять постоянную запись.
В целом, беспилотники предлагают ценную и экономически эффективную альтернативу для обследования популяций крокодилов с убедительными вторичными преимуществами, хотя они могут быть пригодны не во всех случаях и не для всех видов.

Технология модульных дронов

Наши модульные дроны разработаны для обеспечения доступности, адаптивности и устойчивости. Изначально созданные из деревянных деталей с использованием менее шести винтов и стяжек, они просты в сборке, ремонте и повторении с использованием местных материалов, что дает возможность сообществам самостоятельно руководить проектами по восстановлению.

По мере развития мы интегрировали водородные топливные элементы и гибридно-электрические силовые установки, повышая продолжительность полета, энергоэффективность и экологическую устойчивость. Эти инновации позволяют беспилотникам покрывать большие площади и работать в удаленных условиях, снижая при этом выбросы углекислого газа.

Модульная конструкция обеспечивает гибкость для постоянной адаптации, позволяя сообществам дооснащать дроны такими инструментами, как камеры или датчики для мониторинга. Такой подход сочетает в себе простоту и передовые инновации, соединяя расширение прав и возможностей низов с масштабируемым и эффективным восстановлением окружающей среды.

Разблокирование будущего влияния: Финансирование и профессиональное развитие

Для многих специалистов по охране природы, включая наших участников, знаний, необходимых для эффективного использования природоохранных технологий, недостаточно без финансирования, необходимого для доступа к этим инструментам. Осознавая это препятствие, мы предоставляем каждому участнику стартовое финансирование в размере 500 долларов США для поддержки реализации их природоохранных решений. Участники должны предложить и реализовать проекты, которые варьируются от создания защитных бомов для хищников и подводных камер-ловушек до разработки инструментов искусственного интеллекта, мобильных приложений и инициатив по гражданской науке. Каждый участник должен отчитаться о ходе реализации своего проекта в течение следующего года, что способствует подотчетности и отслеживанию воздействия.

Для обеспечения долгосрочной устойчивости мы также проводим тренинги по написанию грантов, разработке заявок и взаимодействию с финансовыми организациями, чтобы вооружить участников навыками, необходимыми для обеспечения стабильного финансирования в будущем. Постоянное наставничество и поддержка продолжаются и после завершения начального обучения. Наша команда, а также растущая сеть выпускников предоставляют рекомендации по подаче заявок на гранты, рекомендательные письма и возможности профессионального развития. Многие проекты и совместные работы, начатые в ходе программы, привели к поступлению в аспирантуру, опубликованным исследованиям и презентациям на конференциях, что способствует дальнейшему росту участников как лидеров в области охраны природы.

  • Поддержка со стороны доноров, которые финансируют стартовые гранты
  • Постоянная преданность и инвестиции тренеров и наставников
  • Студенты должны представить два обновления и финансовый отчет по своему гранту. Обеспечение последующих действий по этим заявкам требует от основной команды целенаправленных усилий и участия.
  • Студенты отмечают, что возможность указать в резюме стартовое финансирование, полученное в рамках нашей программы, помогла им получить дополнительные возможности финансирования в будущем.
Сосредоточение на практическом участии

В нашем техническом обучении особое внимание уделяется опытному обучению: участники получают непосредственный практический опыт работы с природоохранными технологиями. По возможности студентам предлагается самостоятельно устанавливать и использовать инструменты в безопасной обстановке, не подвергаясь давлению, что дает возможность экспериментировать, совершать ошибки и учиться на практике. Например, студенты могут выбирать места установки камер-ловушек, основываясь на учебном модуле в классе, а затем оценивать эффективность своих решений, анализируя полученные данные. Этот процесс помогает соединить теорию и практику, одновременно укрепляя уверенность в решении проблем и использовании инструментов.

В тех случаях, когда участники не могут непосредственно работать с инструментами, тренеры и специалисты-практики из принимающих организаций проводят живые демонстрации, например, отслеживают диких животных с помощью GPS или управляют беспилотниками, что позволяет студентам получить представление о том, как эти технологии работают в реальных условиях охраны природы.

  • Доступ к технологическим инструментам в принимающем учебном заведении для практического использования
  • Возможность для студентов самостоятельно опробовать и протестировать инструменты
  • Опытные преподаватели для обеспечения руководства и поддержки
  • Мы убедились, что практический опыт, дополненный справочной информацией, оказывает большее воздействие, чем традиционные лекции или простое наблюдение за использованием технологий.
  • Предоставление возможностей для участия в полном жизненном цикле технологии (например, от установки и развертывания до сбора и анализа данных) лучше подготавливает студентов к использованию этих технологий в их собственных проектах
Укрепление потенциала ранней карьеры

Мы отбираем участников, находящихся на начальном этапе своей карьеры, например тех, кто получил степень бакалавра и только начинает работать в НПО или природоохранных организациях, а также получает высшее образование. Цель состоит в том, чтобы определить участников, чья карьера больше всего выиграет от вида и объема предоставляемого нами обучения, финансирования, наставничества и поддержки. За последние два года мы набирали как минимум одного участника, не имеющего академического образования, но обладающего обширным опытом работы на местах. Эти люди преуспели в программе, что дает возможность в будущих итерациях больше ориентироваться на эту аудиторию.

  • Прочные связи с местными академическими институтами и региональными НПО помогают нам привлекать большое количество квалифицированных кандидатов (~200 заявок в год).
  • Индивидуальные образовательные материалы, отвечающие потребностям участников, начинающих карьеру
  • Сообщество участников одного этапа формирует прочные и долговременные связи
  • Изначально мы включали в программу участников, находящихся на разных карьерных этапах, но обнаружили, что у более старших и опытных людей другие потребности и им требуется отдельная программа, адаптированная к их уровню опыта.
  • Наши учебные материалы для начального уровня оказались менее полезными для женщин с большим опытом работы в этой области
Разработка основных адаптируемых учебных материалов

Для наращивания технического потенциала в различных природоохранных контекстах мы создали модульный портфель стандартизированных учебных материалов, которые обучают основополагающим компетенциям в области природоохранных технологий. Эти материалы разбиты на тематические модули, такие как мониторинг дикой природы, охрана дикой природы и конфликты между человеком и дикой природой, и разработаны таким образом, чтобы быть гибкими и адаптируемыми в зависимости от региональных потребностей.

В сотрудничестве с местными учебными заведениями и набранными в регионе инструкторами мы адаптируем учебную программу к местным экологическим условиям, институциональным приоритетам, нормативно-правовой базе и стилю обучения. Например, поскольку использование беспилотников разрешено в Кении, но ограничено в Танзании, модули корректируются соответствующим образом, чтобы обеспечить практическую применимость всех материалов в условиях страны участника. Такой подход обеспечивает актуальность и практическую применимость тренинга на местном уровне, максимально повышая его долгосрочное воздействие.

Примеры нашего основного портфеля тренингов включают:

  • Мониторинг дикой природы: фотоловушки, биолокаторы, акустические датчики, GPS-слежение
  • Охрана дикой природы: SMART, EarthRanger, инфракрасные камеры, радиостанции, K9, беспилотники.
  • Устранение конфликтов между человеком и дикой природой: Электрические ограждения, сетевые датчики, системы отпугивания
  • Сквозные инструменты: ГИС и дистанционное зондирование, искусственный интеллект, а также вводный курс кодирования и электроники
  • Основные материалы разработаны ведущими мировыми экспертами в области природоохранных технологий
  • Многолетние программы позволили нам отточить и улучшить наши учебные материалы
  • Ежегодные отзывы участников помогают нам уточнять содержание и разрабатывать новые темы
  • Принимающие учреждения и местные партнеры вносят ценный вклад в определение наиболее актуальных потребностей в обучении
  • Системы образования существенно различаются даже в разных странах одного региона. Например, определенные виды тренингов или занятий - такие как активные методы обучения - могут быть более сложными для студентов из стран, где образование сосредоточено на заучивании. Понимание местных предпочтений в обучении и соответствующая адаптация методов преподавания могут способствовать более глубокому вовлечению.
  • Некоторые технологии или методики, такие как беспилотные летательные аппараты или облачные хранилища данных, могут быть запрещены или стоить непомерно дорого в некоторых регионах. Сотрудничество с местными экспертами по природоохранным технологиям позволяет нам сосредоточиться на доступных и практичных технологиях для наших участников.
  • Задача местных инструкторов по разработке собственных материалов часто превышает их время и возможности.
  • Использование стандартизированных материалов обеспечивает последовательность и уменьшает разнообразие в типе и глубине предоставляемого контента.
Выявление эффективных наставников, инструкторов и союзников

Наша стандартизированная программа обучения проводится женщинами-экспертами (учеными, практиками и государственными служащими), работающими в области охраны природы и природоохранных технологий в местном регионе. Эти женщины выступают не только в роли преподавателей, но и в роли наставников и соратников. Ставя во главу угла местные женские ролевые модели, мы помогаем участникам наметить пути развития собственной карьеры и одновременно укрепляем их связи с региональными исследовательскими и природоохранными сообществами. Мы стремимся создать инклюзивную среду для честного диалога о проблемах, с которыми сталкиваются женщины в сфере природоохранных технологий, и поощряем длительные отношения наставничества после завершения формального периода обучения.

Однако гендерный разрыв, который мы стремимся устранить, может затруднить поиск и набор женщин-инструкторов в некоторых технических областях. В связи с этим мы определили три разные роли, чтобы расширить систему поддержки участников:

  • Наставники: Местные ролевые модели женского пола, которые ведут занятия и обеспечивают постоянное наставничество.
  • Союзники: Мужчины-тренеры и фасилитаторы, которые активно поддерживают наше стремление к гендерному равенству и инклюзивному обучению.
  • Инструкторы: Члены международной организационной команды, которые проводят дополнительные занятия и оказывают материально-техническую поддержку.

Все вместе эти люди играют важнейшую роль в предоставлении контента, стимулировании роста участников и моделировании различных форм лидерства в сфере природоохранных технологий.

  • Повышенный интерес со стороны женщин-лидеров к воспитанию следующего поколения специалистов по охране природы, включая готовность честно участвовать в уязвимых беседах и давать советы по карьере
  • Растущий интерес со стороны союзников к поддержке развития женщин в своей области и организациях
  • Финансирование участия и гонораров для высококлассных наставников и союзников
  • Мы разработали кодекс поведения и заранее определили четкие ожидания относительно того, как наставники и союзники должны взаимодействовать со студентами во время и после программы
  • Предпочтение отдается наставникам и союзникам, имеющим опыт обучения, а также опыт работы в области природоохранных технологий.
  • По возможности, мы ищем наставников с опытом работы в середине карьеры и уже состоявшихся людей, которые могут рассказать участникам о разных этапах карьерного пути в сфере охраны природы.
  • Мужчины-союзники должны быть тщательно подобраны, чтобы создать благоприятную и безопасную атмосферу.
  • Мы поддерживаем и культивируем на семинаре пространство только для женщин, куда не допускаются мужчины-союзники и тренеры
Формирование партнерских отношений с местными учреждениями

Принимающие учебные заведения выбираются с учетом их способности поддерживать обучение как в классе, так и в полевых условиях, а также их участия в решении активных природоохранных задач, где технологии играют значимую роль. Например, фонд RISE Grumeti в Танзании - идеальное место для обучения: здесь есть учебная база, жилье для студентов и проводятся активные инициативы с использованием технологий, такие как программы по борьбе с браконьерством и защите носорогов.

Кроме того, мы отдаем предпочтение учреждениям, которые разделяют нашу приверженность развитию образования для женщин и начинающих специалистов по охране природы, имеют прочные связи с местными природоохранными и исследовательскими сообществами и демонстрируют лидерство в интеграции технологий в природоохранную практику. Такие партнерские отношения необходимы для обеспечения устойчивости нашей программы и ее глубокой интеграции в сообщества, которым она призвана служить.

  • Местные партнеры с единой концепцией в области образования, повышения квалификации и расширения прав и возможностей
  • Поддержка на местах со стороны женщин из принимающих и сотрудничающих организаций
  • Сети опытных местных преподавателей и инструкторов в области природоохранных технологий
  • Принимающие учебные заведения, имеющие прочные связи с местными природоохранными, исследовательскими и правительственными сетями, имеют все возможности для поиска и привлечения опытных женщин-профессионалов в качестве преподавателей и наставников.
  • Учреждения, которые уже проводят другие учебные программы, часто имеют существующую инфраструктуру и системы материально-технического обеспечения, что делает их хорошо подготовленными для поддержки студенческих групп.
  • Места, где активно используется широкий спектр природоохранных технологий, позволяют студентам получить ценные практические навыки работы с инструментами в реальных условиях.
  • Общая приверженность концепции программы, особенно в отношении гендерного равенства и расширения прав и возможностей, необходима для создания безопасной и благоприятной среды, в которой женщины могут создавать сообщество, расти профессионально и развивать лидерские качества.
Прикладные технологии в области охраны природы в STEM-обучении

Клубы Arribada интегрируют природоохранные технологии в учебную программу STEM, чтобы научить студентов практическому применению для мониторинга окружающей среды и решения проблем. Студенты изучают GPS-картографирование, анализ биоакустических данных, программирование микрокомпьютеров и 3D-печать для решения природоохранных задач. Они разрабатывают прототипы, анализируют данные о биоразнообразии и создают цифровые библиотеки природных образцов с помощью 3D-сканирования, непосредственно применяя полученные знания в природоохранной деятельности.

Надежный доступ к современным технологиям, таким как 3D-принтеры и GPS-устройства, обеспечивает практическое обучение. Подготовка преподавателей обеспечивает эффективное выполнение учебных программ. Сотрудничество с природоохранными НПО позволяет учитывать реальные природоохранные потребности, делая уроки незамедлительно применимыми и значимыми для местной среды обитания учащихся.

Для успешной реализации программы очень важно поддерживать технологию и оказывать постоянную поддержку преподавателям. Поощрение учащихся к работе над проектами, имеющими отношение к сообществу, повышает вовлеченность и демонстрирует реальную ценность их образования. Баланс между использованием технологий и основополагающими принципами STEM обеспечивает формирование у учащихся надежных, легко передаваемых навыков.