Intelligent og effektiv løsning af konflikter mellem vilde dyr og landbrug

Transkript

1 Intelligent og effektiv løsning af konflikter mellem vilde dyr og landbrug - af Kim Arild Steen Mit ph.d. projekt har omhandlet effektiv og etisk håndtering af konflikter mellem vilde dyr og landbruget. Projektet har fokuseret på, hvordan avancerede sensor teknologier kan anvendes til løsning af to velkendte problemstillinger indenfor landbruget; håndtering af store, sultne, fugleflokke og at forhindre påkørsel af dyr under høst. For at forstå og løse det rigtige problem har det været nødvendigt med et tæt samarbejde med landmænd og biologer. Konflikter mellem vilde dyr og menneskelige aktiviteter er et globalt, og stigende, problem. Der kan være mange årsager til denne udvikling, men nogle af de mest konkrete er en øgning i menneskelige aktiviteter, såsom bebyggelse og dyrkning af afgrøder, og vækst i både befolkning og dyrebestande. Afhængig af konflikttypen, kan en effektiv løsning af denne være kompleks og tidskrævende. Eksempelvis er håndtering af fugleflokke en stor økonomisk byrde i og omkring lufthavne, hvor flysikkerheden kan være i fare, hvis flyene rammer fuglene. Hvorimod sultne fugleflokke i jordbærplantagen er et mere lokalt problem, dog med store økonomiske konsekvenser for den enkelte landmand. Det intelligente fugleskræmsel Det klassiske fugleskræmsel, bestående af halmstrå, en gammel skjorte og fars aflagte hat, er for længst blevet kasseret, og erstattet med gaskanoner, roterende spejle og andre mere interaktive aggregater. Denne udvikling har været nødvendig fordi fuglene ellers hurtigt vender sig til det klassiske, stillestående, fugleskræmsel. Alligevel oplever landmænd i stigende grad at gaskanoner og spejle heller ikke er tilstrækkelige til at skræmme fuglene væk. De høje brag fra gaskanonen eller de farlige lysende objekter er ganske rigtigt skræmmende i starten, men fuglene er kloge, og efter noget tid har de indset at disse bortskræmningsmidler, ikke er særlig farlige. I stedet for at være skræmmende, bliver de med tiden blot en del af miljøet en del af baggrundsstøjen, eller landskabet. Denne tilvænning sker på grund af manglende variation og målrettethed i bortskræmningen. I dette ph.d. projekt er der gennem forskning og udvikling blevet defineret rammerne for et etisk og effektivt fugleskræmsel. Fugleskræmslet er baseret på sensorteknologi samt kunstig intelligens, der har gjort det muligt at designe et artspecifikt fugleskræmsel, som kan reagere på fuglenes aktivitet og sikre en effektiv bortskræmning. Forskningen og udviklingen har allerede vist sit værd, da systemet, AniMan, allerede på nuværende tidspunkt bliver produceret og solgt af spin-off virksomheden Wildlife Communication Technologies ApS. I samarbejde med biologer med speciale i vildtforvaltning, blev ph.d projektet skudt i gang med fokus på håndtering af bramgæs indenfor landbruget. Bramgæs er en stor plage for både landbrug og lufthavne i hele Nordeuropa, og bestanden er stigende. Disse gæs flyver i store flokke, og kan ødelægge og æde en hel mark på meget kort tid. I den forbindelse kan der ske skader for flere hundrede tusinde kroner i løbet af meget kort tid, afhængig af afgrøden.

2 Gæssene, og andre fugle, er mest vagt i forbindelse med at de nærmer sig et nyt område, og de har artspecifikke kald, som de bruger til at kommunikere internt i flokken. Denne viden er udnyttet i forbindelse med forskning og udvikling i projektet. Fra tidligere forskning og studier, har man set at en kombination, eller variation, af bortskræmningsmidler er det mest effektive til at bortskræmme dyr. Et særligt effektivt middel er fuglenes eget alarmkald har vist sig at være mest effektiv til bortskræmning. Dette er artspecifikt, og det er derfor nødvendigt at kunne genkende den specifikke art. Baseret på ovenstående litteratur studie samt samarbejde med biologier, er der blevet opsat en række egenskaber som et effektivt fugleskræmsel skal besidde: Genkende specifikke arter Variere bortskræmning Registrere når fuglene nærmer sig området For at realisere dette koncept, har det været nødvendigt at optage gæssene i de scenarier, hvor de er en gene for landbruget, med de sensorer der var tiltænkt et færdigt system. Her blev det valgt at anvende mikrofoner og kameraer, da optagelser fra disse vil kunne anvendes til at implementere de ønskede egenskaber. Da gæssene, og andre fugle, har artspecifikke kald og intern kommunikation, har det været muligt at udvikle algoritmer, der kan genkende en specifik art samt flokkens adfærd, baseret på lydoptagelser. Dette har gjort det muligt at designe systemet til at reagere med artspecifikke bortskræmningslyde, og agere på flokkens adfærd i forbindelse med denne bortskræmning. Det er effektivt at basere denne genkendelse på lyd, da rækkevidden er stor og sensorerne er billige. Udfordringen ved at anvende lydoptagelser, er mængden af baggrundsstøj, hvilket gør det udfordrende at opnå 100% korrekt registrering. Der er undersøgt flere metoder til at øge sikkerheden for korrekt registrering. Her har ph.d. projektet resulteret i videnskabeligt bidrag i form af algoritmer til mere robust registrering baseret på statistisk analyse, design af framework til audiovisuel genkendelse af flokadfærd samt tracking af fugleflokke ved hjælp af mikrofoner i et sensor netværk. Det vigtigste bidrag indenfor viden omkring bortskræmning af fugle, er resultaterne fra brugen af ovenstående koncept til bortskræmning af bramgæs ved Ballum Enge i Sønderjylland. Ballum Enge er hårdt plaget af gæs, der ødelægger græsmarkerne og afgrøder i området. Hvert år besøges dette område af flere tusinder gæs, der gør livet svært for landmændene i området.

3 Forsøgsopstillingen i Ballum Enge. Første version af AniMan konceptet AniMan som det er i dag. Udvikles, produceres og sælges af Wildlife Communication Technologies Under forsøget var fugleskræmslet aktiveret i 3 uger, slukket i 2 uger, og derefter aktiveret igen i 2-3 uger, hvorefter gæssene migrerede til Norge, som en del af deres træk. Systemet var slukket for at sikre at der var gæs i området, så konklusionen ikke blev baseret på falsk grundlag. I grafen nedenfor kan gåseaktiviteten ses som en funktion af antallet af gåse ekskrementer (optalt i 3 transekter, startende fra systemet). Det ses at systemet holdt aktiviteten nede på et minimum i de 5-6 uger, systemet var aktivt. I den mellemliggende periode var der meget aktivitet, hvilket viser at der var gæs i det pågældende område. Eksisterende bortskræmningsmetoder er effektive i 4-7 dage før fuglene vender sig til bortskræmningen. Baseret på forskning og udviklingen i dette ph.d. projekt er det lykkedes at forbedre dette til et niveau der er anvendeligt i det moderne landbrug, og samtidig udvikle en platform, der kan anvendes i mange andre scenarier med fugleproblematikker. Gåse ekskrementer (akkumuleret) 120 Aktiv periode #1 Slukket Aktiv periode # Afstand til system (m)

4 Påkørsel af dyr under høst I de seneste årtier er stærk konkurrence i landbrugssektoren resulteret i udviklingen af højeffektiv landbrugsudstyr. Denne acceleration har også omfattet effektivisering indenfor høst af biomasse, hvilket betyder, at arbejdet forgår med hastigheder over 15 km/t og med en arbejdsbredde på helt op til 14 meter eller mere. Der findes ingen præcise tal der dokumenterer omfanget af påkørsler, men der er ingen tvivl om, at risikoen for påkørslen af vilde dyr, under rutinemæssige landbrugsdrift, er steget dramatisk i løbet de seneste år. Stor arbejdsbredde og høj hastighed er en dødelig cocktail Den høje hastighed kombineret med stor arbejdsbredde, gør det umuligt at se og reagere på tilstedeværelsen af vildt foran klipperne. Derudover er dyrenes naturlige reaktion på denne fare, at trykke sig ned i græsset, så man ikke kan se dem. Dette kan kun få dødeligt udfald. 5 kid påkørt i forbindelse med høst af en enkelt mark. Foto: Chresten Bergh Udover det åbenlyse etiske aspekt i denne problemstilling, er en påkørsel også en økonomisk belastning for landmanden. På grund af den store kapacitet de enkelte maskiner har, er det dyrt når de, mod forventning, holder stille under høst. I forbindelse med en påkørsel sker det ofte, at dyret ikke dør, men skal aflives. Denne ubehagelige opgave skal udføres af føreren af traktoren, på stedet. Ved en påkørsel er det desuden nødvendigt at rense maskinen, da blodet fra dyrene kan smitte med botulisme

5 (pølseforgiftning). Der er flere eksempler på at botulisme fra døde dyr har smittet en hel bestand af køer, hvilket naturligvis også er en stor økonomisk belastning. I dag findes der en række lavpraktiske metoder til at prøve at forhindre dette problem. De eksisterende metoder er baseret på enten bortskræmning eller manuel registrering og flytning af dyrene. En metode, der virker ved hjælp af bortskræmning er opsætning af flamingokasser langs kanten af marken. Dette resulterer i at moderen kommer og henter sit lam, da den registrerer at der er fare på færde. Dog er metoden upraktisk, da den er meget tidskrævende, da flamingokasserne (mindst 1 per 50 meter) skal opstilles en eller to dage før høst, og skal fjerens igen. En anden eksisterende løsning er baseret på eftersøgning med trænede hunde. Denne metode er også ineffektiv, da det tager lang tid at eftersøge en mark. Det kan ikke garanteres at hundene finder lammene, da de helt små lam ikke afgiver duft, som hundene kan søge efter. Derudover skal der høstes mange marker indenfor kort tid, og man er derfor afhængig af at have mange hunde og hundeførere til rådighed, hvilket er meget upraktisk. I ph.d. projektet er det undersøgt hvorledes anvendelse af varmefølsomme kameraer kan anvendes til at registrere tilstedeværelsen af dyrene i marken før eller under høst. Baseret på forsøg med levende dyr, er der udviklet algoritmer, således en computer selv kan registrere og genkende tilstedeværelsen af et dyr foran klipperen. For at sikre et godt visuelt overblik over markerne, er der i ph.d. projektet også blevet arbejdet med droner, med påmonteret varmefølsomt kamera, til at overvåge og registrere tilstedeværelsen af dyr i markerne. Der er blevet arbejdet på at udvikle algoritmer, så dronen selv vil kunne genkende dyr fra andre varme objekter, og på denne måde skabe et hurtigt og korrekt billede af situationen på den pågældende mark. Arbejdet omkring brugen af varmefølsomt kamera, har været inspiration til to HTFprojekter, der i øjeblikket er i gang på Aarhus Universitet, i samarbejde med både industri og andre universiteter. Fokus på disse projekter er sikkerhed i forbindelse med landbrugsmaskiner både for vilde dyr og mennesker. Man kan læse mere om projekterne her Derudover arbejdes der i øjeblikket på at patentere noget af det arbejde, der er udført i forbindelse med ovenstående arbejde.