Для учета птиц уже много лет применяются не только непосредственные наблюдения человеком, но и делаются попытки автоматической регистрации птиц. Для этих целей используются данные радаров, фотоловушек и записей голосов. Наибольшую сложность при этом вызывает определение птиц в автоматическом режиме, без участия человека. С приходом эры нейронных сетей и искусственного интеллекта, эта область науки значительно продвинулась вперед. Уже не удивляют возможности компьютеров определять птиц по изображению и голосу. У каждого любителя в телефоне стоят такие программы как iNaturalist, Merlin Bird ID, BirdNet и другие.
Но хочется не просто иметь помощника для наблюдений, но и средство регистрации птиц 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, чтобы можно было найти сов на квадрате, пока спишь и зарегистрировать все пролетающие виды во время миграции. Для этого нужно иметь устройство, которое постоянно работает, считывает данные с микрофона, выделяет из записей образцы голосов птиц и конечно же определяет. Желательно это уметь делать автономно, даже без доступа к интернету. У любителей птиц появилась такая возможность — на базе одноплатного компьютера размером с банковскую карту с установленной операционной системой Debian Linux и специальным программным обеспечением на базе BirdNet. Система получила название BirdNet-PI и уже широко используется во многих странах мираю.
Система умеет:
- Автоматически извлекает обнаруженные голоса птиц
- Создает спектрограммы каждого записанного птичьего звука
- Сохраняет данные в базу данных
- Обеспечивает доступ через встроенный сайт (веб-интерфейс) как из локальной сети, так и можно настроить доступ из сети Интернет
- Интегрируется с BirdWeather.com
В интернете можно найти много информации по системе BirdNet-PI на английском языке. Инструкция, исходники и форум системы доступен на сайте Гитхаб по ссылке:
https://github.com/mcguirepr89/BirdNET-Pi
Что нужно для создания такого устройства? Для начала нужно определиться как будете использовать устройство: стационарно на даче с подключением к розетке или делать мобильное решение с возможностью установки в произвольном месте.
Самый дешевый вариант — стационарное использование. Это базовый вариант, для реализации которого потребуется:
- Плата Raspberry Pi 4B, Raspberry Pi 400, Raspberry Pi 3B+ или Raspberry Pi 0W2. К сожалению данные платы в последние годы резко подорожали, самый дешевый вариант в России — это покупка на Авито Raspberry Pi 3B+ (5-6 тыс. руб.). Существуют китайские аналоги (Orange Pi, Rock Pi), но как они работают с программой мне не известно
2. Карта MicroSD. Карта должна быть качественная, проверенных производителей. Рекомендую SanDisk. Первая купленная карта другого производителя у меня вышла из строя в первую же ночь испытаний. Цена — 500 руб за 64 Гб. Меньше 32 Гб покупать не стоит.
3. Микрофон. Микрофон должен быть чувствительный, с хорошим отношением сигнал/шум и всенаправленным. Опытные пользователи рекомендуют использовать электретные микрофоны (капсюли) на базе Primo EM258, Primo EM272, Pui AOM-5024L. Хорошую чувствительность заявляет микрофон Maono AU-PM461TR. Капсюль стоит 1000 р (но его надо спаять с проводами и купить ветрозащиту), готовый микрофон — 3000 р. Я брал на Авито вот такой:
4. Если микрофон с USB разъемом, то он подходит по умолчанию. Если с minijack 3.5, то нужно купить внешнюю звуковую карту, например, UGREEN, с микрофонным входом. Это еще 500-1000 руб.
Этого комплекта достаточно, чтобы запустить устройство от розетки на даче. Итого это будет стоить около 10 тыс. рублей. Дача также хороша тем, что можно обеспечить доступ к устройству через wifi, а также настроить автоматическую передачу данных на сайт BirdWeather.com
Если же вы захотите сделать мобильное устройство, с возможностью установки независимо от розетки, то понадобится независимое электропитание. Это может быть Power Bank, а может быть автомобильный аккумулятор. Надо исходить из того, что Raspberry потребляет достаточно много энергии — до 600-700 мА/ч. Чтобы устройство работало 24 часа, потребуется батарея на 20 000 мА/ч. Пауэрбанк имеет преимущество в том, что он более компактный, легкий и имеет USB-выход для питания. Автомобильная батарея надежнее работает в холодную погоду, дольше держит заряд, но для нее нужно покупать еще отдельный преобразователь 12В-5В. Что-то типа такого:
Я остановился на пауербанке на 40 000 мА/ч. Вот таком:
Что еще может понадобиться? Надо подумать о влагозащите. Для этого можно использовать распределительные короба класса IP65. Например, такой:
В Raspberry PI нет встроенной батарейки и модуля часов, как в BIOS настоящего компьютера. После каждой перезагрузки часы надо заново настраивать, чтобы можно было анализировать наблюдения во времени. Для этого стоит купить Модуль часов реального времени RTC DS3231 (400р).
И уж совсем для тех, кто хочет заморочиться, можно к плате купить отдельный USB GSM-модем от любого провайдера связи, чтобы иметь доступ к устройству из дома. Но это лишнее, на мой взгляд. Для этого лучше ставить устройство на даче.
УСТАНОВКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Как устанавливать BirdNet PI подробно написано на английском на разных сайтах:
https://github.com/mcguirepr89/BirdNET-Pi/wiki/Installation-Guide
Вставьте microSD-карту в картридер компьютера, установите на компьютер Raspberry Pi Imager и с помощью этой программы установите на карту операционную систему Raspberry Pi OS Lite (64 bit).
Перед установкой в настройках укажите:
- hostname (birdnet.local)
- Enable SSH
- username+password
- Настройки wifi
Запустите установку, дождитесь когда она закончится и можете вставлять карту в устройство. Дальше необходимо войти в систему устройства. Это можно сделать, подключив к нему монитор и клавиатуру через hdmi/usb. А можно подключиться к устройству в сети через SSH (кто работал с Linux, тот знает).
Используйте username+password для входа, которые вы указали чуть ранее.
Установка BirdNet-PI запускается одной строчкой:
curl -s https://raw.githubusercontent.com/mcguirepr89/BirdNET-Pi/main/newinstaller.sh | bash
Выполнение команды занимает длительное время, после ее окончания можно работать с системой через веб-интерфейс по адресу birdnet.local.
По сути с этого момента к устройству можно подключать микрофон и выносить на улицу для работы. В настройках веб-интерфейса можно сделать некоторые настройки, например увеличить длину анализируемой записи до 30 сек. Если планируете использовать устройство в мобильном режиме, то стоит отключить лишнее энергопотребление: wifi, bluetooth, hdmi-порты. Как это сделать — найдете в интернете.
