Un système Raspberry PI à base d’énergie solaire pour l’observation automatisée et la surveillance environnementale – Blog des méthodes

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De nombreuses études sur le comportement des animaux – en particulier les soins parentaux – reposent sur des observations courtes et fragmentées. Que ce soit en raison des limitations de la batterie, des ressources humaines ou des conditions de champ à distance, la collecte de données continues tout au long d’un cycle de reproduction n’est souvent pas possible. En conséquence, les comportements clés peuvent devenir sans papiers et notre compréhension de la façon dont les animaux prennent des décisions dans le temps reste incomplet.

Nous voulions changer cela.

Nous avons passé les dernières années à construire et à tester sur le terrain un système qui pourrait rendre l’observation de la faune dans les endroits éloignés beaucoup plus facile – et moins cher. Maintenant que notre article en libre accès est dans les méthodes d’écologie et d’évolution, nous sommes ravis de partager plus sur la façon dont nous l’avons fait fonctionner, ce que nous avons appris et comment les autres peuvent utiliser ou améliorer ce que nous avons fait.

L’idée: utilisez l’électronique open-source pour surveiller les nids de nichoir de paquets sauvages (Raven monedula) Tout au long de la saison de reproduction complète sans avoir besoin d’être physiquement présent ou de recharge constamment des batteries. Il a dû fonctionner entièrement automatisé. Le résultat a été un système de surveillance centralisé à plusieurs unités et à énergie solaire à partir d’ordinateurs et de caméras Raspberry Pi. Nous avons déployé un système de 14 unités pour surveiller plusieurs reproches à la reproduction dans des nichons pour trois saisons complètes de panure à Lleida (Catalogne, Espagne). L’objectif: obtenir des images continues et haute résolution de soins parentaux au nid, du lever au coucher du soleil, sans lacunes à travers la saison de reproduction complète, avec une intervention manuelle minimale. Les multiples unités sont conçues dans un schéma «parent-enfant», où une seule unité «parent» synchronise et gère l’entrée de puissance de toutes les unités «enfants», permettant de capturer des données vidéo et de température 24 heures sur 24 – entièrement hors réseau.

Nous avons capturé des millions d’images à partir de données vidéo ininterrompues, révélant des détails à grande échelle du comportement parental tout au long du cycle de reproduction. Mais ce n’était pas le seul défi. Nous devions également extraire des informations comportementales à partir d’une vaste collection de données vidéo. Regarder manuellement toutes les vidéos n’était évidemment pas une option. Par conséquent, nous avons pensé à utiliser des outils de vision informatique modernes pour personnaliser un modèle qui a automatiquement détecté les paquets dans nos vidéos. En combinant les images avec des outils d’apprentissage en profondeur, nous avons pu quantifier automatiquement combien chaque parent a investi dans les soins – quelque chose qui aurait été impossible avec les observations sporadiques.

L’ensemble du système de 14 unités, y compris des panneaux solaires, des batteries, des caméras et des ordinateurs, coûte un peu plus de 2 000 €. C’est une fraction de ce que coûteraient les solutions commerciales, et parce que tout est construit avec des outils de bricolage et d’ouverture, nous avions une flexibilité totale pour tout adapter à nos besoins.

Mais le système n’est pas uniquement pour le comportement des oiseaux.

Parce qu’il est modulaire et adaptable, il peut être utilisé pour n’importe quelle question de recherche qui nécessite une surveillance coordonnée sur plusieurs points: nichage, mangeoires, pièges, parcelles ou même capteurs environnementaux distribués. Que vous surveilliez les oiseaux, les mammifères, les pollinisateurs ou que vous ayez simplement besoin de collecte de données hors réseau fiable, nous pensons que ce cadre pourrait être un point de départ utile.

En fin de compte, ce projet est un petit exemple de la façon dont la science ouverte et la technologie accessible peuvent faire avancer l’écologie du terrain. Nous sommes fiers de ce que nous avons construit – et nous sommes encore plus heureux de voir comment les autres s’appuieront sur lui.

Nous espérons que notre travail peut aider d’autres chercheurs, en particulier ceux qui travaillent dans des domaines éloignés ou avec des budgets limités. Notre système complet est ouvert et accessible au public: toutes les conceptions matérielles, logiciels et guides détaillés peuvent être trouvés sur notre référentiel GitHub (https://github.com/mpourossell/centralised-multi-rpi-recording-ystem).

Le papier est disponible en plein air à https://doi.org/10.1111/2041-210x.70129.