Als iemand weet dat er gevaar dreigt, dan zijn het wilde dieren zelf. Dankzij een slimme sensor kunnen ze het ons straks mogelijk vertellen.

Hoewel er alles aan gedaan wordt om olifanten – en ook andere diersoorten die stropers hoog op hun verlanglijstje hebben staan – te beschermen, weten we dat stropers nog regelmatig aan het langste eind trekken. Niet alleen op de savanne, maar zelfs in natuurreservaten blijkt het – mede doordat de lucratieve handel in onder meer ivoor in toenemende mate het domein is van internationale criminele netwerken – steeds lastiger om diersoorten te beschermen.

Slimme sensor
In een poging stropers te slim af te zijn, wordt er reeds een beroep gedaan op moderne technologieën. Zo worden dieren die veel gestroopt worden bijvoorbeeld nauwlettend in de gaten gehouden met behulp van GPS en satellietbeelden. Maar als het aan Jacob Kamminga, onderzoeker aan de Universiteit Twente, ligt, gaan we nog een stap verder en worden dieren die in hetzelfde gebied leven als bedreigde diersoorten straks voorzien van een slimme sensor die hun lichaamsbewegingen opmerkt en – geholpen door on board kunstmatige intelligentie – direct duidt.


Wanneer in het gebied waar een olifant vertoeft, stropers actief zijn, mag je verwachten dat dieren in dat gebied specifieke bewegingen maken. Misschien worden ze onrustig. Of slaan ze op de vlucht. Gehoopt wordt dat het mogelijk is om een systeem te ontwikkelen dat deze bewegingen kan herkennen en vervolgens mensen kan waarschuwen. “De hypothese is dat wanneer je van genoeg dieren hun gedragspatroon (activiteiten door de tijd heen) weet, dat hieruit bepaalde reacties op de omgeving kan worden afgeleid,” vertelt Kamminga aan Scientias.nl.

Accelerometer
Maar wat voor metingen heb je dan nodig? Kamminga heeft zich voor zijn promotieonderzoek over onder meer die vraag gebogen. Het resulteert in een ontwerp dat – heel verrassend – uit slechts één sensor bestaat: een accelerometer of een versnellingsopnemer. Met zo’n sensor bleek het al mogelijk om vrij nauwkeurig vast te stellen wat een dier doet.

Duiding
Maar met die metingen alleen ben je er nog niet. Je moet de metingen ook kunnen duiden. Het lijkt misschien voor de hand liggend om de metingen daarvoor draadloos te versturen, waarna ze door mensen of systemen geanalyseerd kunnen worden. Maar dat is geen optie, zo legt Kamminga uit. “Omdat verzenden relatief veel energie kost, wil je dit zo min mogelijk doen.” Want hoe meer energie er verbruikt wordt, hoe vaker de batterijen vervangen moeten worden en dat is – omdat het dier in kwestie eerst gevangen en vervolgens verdoofd moet worden – een tijdrovende en behoorlijk invasieve ingreep. Vandaar dat Kamminga ook pleit voor activiteitherkenning op het dier zelf. Oftewel: de data wordt on board geanalyseerd. En wel met behulp van kunstmatige intelligentie. “Activiteitherkenning gebruikt KI-algoritmen om patronen in ruwe versnellingsmeterdata te herkennen en te koppelen aan activiteiten die bij die patronen horen. Daarnaast kunnen KI-algoritmen gebruikt worden om structuren te herkennen in grote hoeveelheden ruwe versnellingsmeterdata, zodat de classificatie van activiteiten nog beter wordt naarmate we meer data verzamelen. Het doel is om KI zo goed te trainen dat het heel efficient en compact ruwe data kan omzetten in een activiteit. Daardoor hebben we heel weinig geheugen en rekenkracht nodig en kunnen we in een heel klein compact pakketje een ‘logboek’ van activiteiten door de tijd heen verzenden.” Idealiter wil je natuurlijk dat zo’n kunstmatig intelligent systeem ook flexibel is en toepasbaar is op verschillende diersoorten. Kamminga acht dat zeker mogelijk: “Ik heb laten zien dat doormiddel van KI technieken zoals multitask learning (transfer learning) we algoritmen kunnen trainen die werken op zowel schapen als geiten. Het idee hierachter is dat je niet steeds elk algoritme (helemaal) opnieuw hoeft te trainen voor elke afzonderlijke diersoort.”


Klein pakketje
Hoe ingewikkeld het allemaal ook klinkt; het is vandaag de dag mogelijk om heel kleine intelligente systemen te bouwen. Dus verwacht zeker niet dat wilde dieren straks met een omvangrijke rugzak over de savanne banjeren. “Een dergelijke sensor zou in principe zo groot kunnen zijn als een luciferdoosje of kleiner. Het grootste onderdeel zal de batterij zijn en de grootte daarvan wordt bepaald door het energieverbruik van de sensor en de gewenste levensduur.” De sensor zou bijvoorbeeld op een halsband kunnen worden bevestigd. “Een halsband van een dier draait soms om zijn nek, maar KI is in staat om algoritmen dusdanig te trainen dat ze niet gevoelig zijn voor deze verschuiving,” aldus Kamminga.

Concrete plannen
Kamminga is niet voornemens de door hem uitgedachte sensor en het bijbehorende intelligente systeem te gaan bouwen. “Maar er lopen wel andere projecten met soortgelijke doelen en mijn onderzoek draagt daar indirect aan bij.” Overigens kan de sensor niet alleen gebruikt worden om stropers een hak te zetten, maar ook om vast te stellen hoe dieren zich door een gebied bewegen en zo meer inzicht geven in de biodiversiteit van zo’n gebied. En bijvoorbeeld onthullen waar dieren hun voedsel halen en of er in een gegeven gebied wel voldoende voedsel en bewegingsvrijheid is.

Aanvulling
De inzet van sensoren in de strijd tegen stroperij zal altijd een aanvulling zijn op bestaande maatregelen, zoals de eerder genoemde inzet van satellietbeelden, maar ook van camera’s op de grond en bijvoorbeeld rangers die dieren ter plekke proberen te beschermen. Maar de sensoren hebben ten opzichte van die maatregelen wel één belangrijk voordeel: ze kunnen op grote schaal worden ingezet en maken het dus mogelijk om individuele dieren in een immens groot gebied te volgen. Iets wat voor bijvoorbeeld rangers onbegonnen werk is. “Daarnaast gaat veel technologie die je in een park zet kapot door wilde dieren die ermee spelen of tegen aan schuren. Ook stropers die bewust infrastructuur stuk maken is een groot risico. Wanneer honderden of duizenden dieren een kleine sensor hebben, die kan communiceren met een satelliet, dan is het vrijwel onmogelijk voor een stroper om het systeem kapot te maken.”

Hopelijk kunnen de sensoren in de toekomst hun steentje bijdragen in de strijd tegen stroperij. Een echte oplossing voor de stroperij vormen de sensoren natuurlijk niet. “De uiteindelijk oplossing op lange termijn is het wegnemen van de vraag (naar gestroopte producten,” zo schreef Kamminga eerder in deze studie. “Door mensen in landen waar veel vraag is naar deze producten te onderwijzen en bewust te maken van de stroperijcrisis.”