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
Более актуальная версия ПО, которую мы сейчас используем:
https://github.com/Nachtzuster/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. Я в последнее время использую самую дешевую и самую энергоэффективную версию — Raspberry Pi 0W2 (около 2000руб). 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 — 1000 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. Я рекомендую брать готовый микрофон на Авито (2300 руб):
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. Но я использую более дорогую SoundBlaster SB Play!3.
Этого комплекта достаточно, чтобы запустить устройство от розетки на даче. Итого это будет стоить около 7-8 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 — от 200 мА/ч (Zero 2 W) до 600-700 мА/ч. Чтобы устройство работало 24 часа, потребуется батарея на 10-20 000 мА/ч. Пауэрбанк имеет преимущество в том, что он более компактный, легкий и имеет USB-выход для питания.
Я использую пауербанки на 60 000-80 000 мА/ч, чаще всего в связке из двух пауербанков (см. статью про оптимизацию энергопотребления). Рекомендую Romoss или FinePower Giant, 80000 мАч, 22.5 Вт.
Что еще может понадобиться? Надо подумать о влагозащите. Для маленьких устройств можно использовать распределительные короба класса IP65. Я использую гермомешки, в которые помещаю термосумки в которых находится устройства.
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).
УСТАНОВКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Как устанавливать BirdNet PI подробно написано на английском на разных сайтах:
https://github.com/mcguirepr89/BirdNET-Pi/wiki/RPi0W2-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/Nachtzuster/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. Очень рекомендую использовать ЧатГПТ или аналоги для консультаций по установке и решению проблем с настройками.
