Pro svůj výzkum PhD biologka Bat Kadambari Deshpande nahrála přes noc nahrávky volání echolokace netopýrů v západních Ghats. „Dobrou noc“ by generovalo asi 30 GB dat z 11 hodin záznamu s detektorem netopýra. Pro zpracování dat by Deshpande prošel několika minutovými záznamy, skenoval každou milisekundu pro volání netopýrů a udělal poznámky k druhu a další informace o jejich chování a ekologii.
„Trvalo mi 11 měsíců, než jsem zpracoval 20 nocí dat,“ řekl Deshpande. „Bachomon mi to pravděpodobně může dát za pár hodin.“
Bachomon, zkratka pro „monitorování echolokace netopýrů“, je autonomní systém schopný detekovat a analyzovat volání BAT v reálném čase. Je to první indický automatizovaný systém monitorování netopýrů, který vyvinul Deshpande a Vedant Barje pod vedením Jagdish Krishnaswamy, jako součást dlouhodobé městské ekologické observatoře ve škole životního prostředí a udržitelnost v Indickém institutu pro lidské osídlení (IIHS), Bengalururu.
Deshpande je postdoktorand na observatoři a škole; Barje, který vede projekt Wildtech ve společnosti Wildlife Conservation Trust, je zde konzultantem.
Podle Deshpande je Bachomon novou kapitolu pro výzkum netopýrů v zemi. Monitorovací systém umožňuje chiropterologům – vědcům, kteří studují netopýry – „překročit zpracování dat a na kladení zajímavých otázek o ekologii netopýrů“.
„Nejen, že to povede k plynulejšímu pracovnímu postupu, ale pomůže lidem přejít k zaznamenávání netopýrů v různých částech země, což nám umožní získat více poznatků o přirozené historii a ekologii různých druhů netopýrů,“ řekl Rohit Chakravarty, výzkumník netopýrů a nadace přírody, nadace přírody.
„Nevím o žádném zařízení na mezinárodní úrovni s vestavěnou jednotkou pro klasifikaci hovorů plus.
Netopýr ve stroji
Bachomon je více než detektor netopýrů. Kromě nahrávacího zařízení zahrnuje komponenty, které mohou zaznamenat, ukládat, ukládat, zpracovávat a analyzovat aktivitu druhově moudrých netopýrů za běhu. Detektory netopýrů jsou pouze specializovaná záznamová zařízení, která mohou převést ultrazvukové echolokační volání hmyzích netopýrů na zvukové zvuky pro člověka. „V (Bachomon) byl Audiomoth, populární levný ultrazvukový detektor, nakonfigurován tak, aby fungoval jako ultrazvukový mikrofon,“ řekl Barje.
Bachomon je naprogramován tak, aby aktivoval automaticky při západu slunce, když netopýři začnou létat, a nepřetržitě poslouchá a analyzuje zvuk. Mozek zařízení je Raspberry Pi mikroprocesor, který zpracovává data zachycená Audiomothem. „Nejprve izoluje volání netopýrů z jiných ultrazvuků, jako jsou volání hmyzu nebo antropogenních a environmentálních zvuků. Poté jsou analyzovány špičkové frekvence a struktura volání netopýrů tak, aby odpovídala známému předem vyškolenému modelu, který pomáhá identifikovat druhy BAT,“ vysvětlil Deshpande.
„Systém k tomu používá algoritmus založený na (konvoluční neuronové síti),“ dodal Barje. Výstupem ze zařízení je spektrogram – vizuální reprezentace frekvencí zvukového signálu, protože se liší s časem – všech detekovaných volání Bat, spolu se zvukovými záznamy částí s pouhými hovory. Systém také generuje statistické údaje, o kterých druh byl nejaktivnější během noci, což byl druh aktivní, když atd.
„Dříve to všechno bylo třeba interpretovat ručně, poté, co pečlivě česala hodiny dat,“ řekl Deshpande.
Raspberry Pi a jeho související komponenty zpracování jsou uzavřeny v krabici měřící 200 mm x 80 mm x 80 mm. Mezi další pomocné komponenty v zařízení patří solární panel plus baterie a WiFi komunikační jednotka pro napájení a přenos dat. Při absenci slunce může zařízení podle Barje vydržet až osm dní.
Bachomon má také modulární design a jeho baterie, nabíjecí přístroje a úroveň automatizace a datových relé lze přizpůsobit prostoru, ve kterém je nainstalován. Ale tým se v tuto chvíli zdráhal odhalit více o procesu nastavení.
„Najednou to bylo možné“
Ekologie a akustika netopýrů je rodící se v Indii, s jen hrstkou vědců netopýrů, kteří zaznamenávají volání netopýrů a analyzují je pro ekologické studie. Globální databáze BAT-Call, jako jsou Chirovox a Xeno-Canto, mají Indiány několik nahrávek.
Deshpande používá detektory netopýrů od roku 2008 a pozoroval jejich vývoj po celém světě. V Evropě uvedla, že detektory vybavené přidruženým softwarem a referenčními knihovnami ušetřily vědcům hodně času. Od té doby chtěla vyvinout něco podobného, ale přizpůsobeno pro hmyzí netopýry, které jsou v Indii běžnější.
Náhodné setkání s kolegy a inženýrem z jejího rodného města v Nashiku v Maháráštře nastavilo projekt Batechomon. „Setkání (Barje) jen revolucionizovalo celou myšlenku. Najednou to bylo možné,“ řekl Deshpande.
Duo prošlo četnými iteracemi a vyzkoušelo různé mikroprocesory, algoritmy a výkonové řešení – „velká výzva“, podle Barje – před příjezdem do současné verze Bachochon. Jejich primárním cílem bylo zahrnovat všechny požadované funkce do uživatelsky přívětivého levného balíčku.
Základní systém Bachomonu stojí podle Barje jednu třetinu pokročilých detektorů a podobných systémů. Nechtěl však zveřejnit přesná čísla.
Hlavní výzva
V posledních několika měsících Batechomon úspěšně dokončil pilotní testy na místě IIHS v Nashiku. Tým to plánuje vyzkoušet pro delší trvání a v různých podmínkách a také beta testovat zařízení s vybranými uživateli mimo organizaci.
„Každý přichází s vlastními zkušenostmi s akustikou a různými druhy. Nakonec bychom chtěli, aby si to naši kolegové vyzkoušeli sami a podělili se o své zkušenosti, abychom se mohli zlepšit stávajícím systémem,“ řekl Deshpande.
Primární překážkou pro Bachochon je omezená dostupnost referenčních knihoven pro volání mnoha druhů netopýrů. „V současné době může systém identifikovat šest až sedm běžných indických druhů netopýrů. Do budoucna bychom chtěli zahrnout co nejvíce druhů netopýrů,“ řekl Deshpande.
Také uvedli, že doufají, že zařízení ve své současné podobě bude schopno identifikovat druh běžně pozorovaný v městských, příměstských a lidských zalesněných oblastech. Hlavní výzvou je vytvoření robustních datových sad školení, které vytvářejí dobré detekční modely pro různé druhy – výzva, kterou doufají, že budou překonány spoluprací s jinými výzkumníky netopýrů.
Naštěstí se spolupráce mezi indickými vědci zlepšuje kvůli iniciativám, jako je workshop „státu indických netopýrů“ prováděný Nadací Nature Conservation Foundation a Bat Conservation International, podle Chakravarty.
„Jednou z klíčových mezer v znalostech identifikovaných účastníky v dílně byl nedostatek důkladné knihovny referenčních hovorů,“ řekl. „K provádění průzkumů v různých částech země potřebujeme více finančních prostředků. Umožní vědcům identifikovat více druhů a shromáždit více záznamů pro datové sady školení.“
Nikhil Sreekandan je nezávislý novinář.
Publikováno – 14. dubna 2025 05:30
