27 | 06 | 2017
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Neues Videosystem auf Suche nach Elfenbeinspecht

{mosimage}Als Teil der Bemühungen den erst kürzlich wieder entdeckten Elfenbeinspecht zu lokalisieren, haben Forscher der University of California, Berkely und der Texas A&M University eine hochauflösendes, intelligentes Videosystem im Bayou DeView-Areal des Cache River National Wildlife Refuge in Arkansas aufgebaut. Den symbolhaften Specht zu fotografieren ist das erklärte Ziel der Wissenschaftler, das Kamerasystem erbringt natürlich aber auch detaillierte Videosequenzen anderer Vögel und bietet sich so als neue hochmoderne Technologie für das Studium von Tieren in freier Wildbahn an. Diese neue Technik ist Teil des Collaborative Observatories for Natural Enviroments-Projekts (CONE) und wird durch die National Science Foundation finanziert. Zweck des Programms ist es automatisierte Systeme zu entwickeln um detailliert natürliche Verhaltensweisen in abgelegenen Regionen zu beobachten und aufzuzeichnen.

Zwei der Hauptentwickler, Professor Ken Goldberg und Professor Dezhen Song, boten daher kürzlich dem Lab of Ornithology der Cornell University ihre Hilfe an um den „Heiligen Gral der Vogelbeobachtung", wie der Elfenbeinspecht mitunter genannt wird, zu finden. Die im Südosten der USA laufende Suche wird durch das U.S. Fish & Wildlife und im Cache River-Refugium durch den Bundesstaat Arkansas, vertreten durch die Arkansas Game and Fish Commission, geleitet. Da der Specht bislang nur in äußerst dicht bewaldeten Gebieten gesichtet wurde, gelang keine zufrieden stellende fotografische Beweisführung und die 2004 präsentierten Videoaufnahmen blieben die einzigen. Tragischerweise wurde angezweifelt, berechtig oder unberechtigt, ob es sich bei dem dort zu sehende Tier tatsächlich um den verzweifelt gesuchten Elfenbeinspecht handelt. Daraus zieht Goldberg ein Resümee im Hinblick auf das Projekt: „Ein einziger fotografischer Frame muss klar die einzigartigen Markierungen des Elfenbeinspechts zeigen. Viel besser wäre ein hochauflösender Videoclip, der auch seine einzigartige Flügel- und Flugmuster zeigen würde". 

Videokameras einfach in die Luft zu richten und einfach aufzunehmen ist dabei jedoch nicht praktikabel, da man so zu schnell den begrenzten Speicherplatz füllen würde. Die Herausforderung für die Software ist es daher, erst dann automatisiert zu reagieren wenn Tiere tatsächlich präsent sind. „Passive Infrarot-Bewegungssensoren (PIR-Sensoren) werden gelegentlich in der Feldforschung benutzt. Das Problem ist, dass PIR-Sensoren nach Wärme Ausschau halten und nicht durch Vögel, die sie überfliegen ausgelöst werden. So entwickeln wir ein automatisches System, das hochauflösende Videoaufnahmen in Echtzeit analysiert." Im Februar vergangenen Jahres waren die Beteiligten Wissenschaftler am Cache River National Wildlife Refuge unterwegs um potentielle Aufstellorte für die wetterfesten Kameras auszusuchen. Da niemand genau weiß, wo der gesuchte Vogel auftaucht, mussten die Kameras einen relativ weiten Teil des Himmels abdecken. Für diesen Zweck nutzte man daher eine natürliche Linie die das Bayou DeView-Areal durchschneidet und eine 15 Meter große Lichtung ohne störende Bäume bietet. „Es ist ein natürlicher Engpass im Wald und Vögel die den Korridor passieren, sind relativ leicht zu erblicken da sie sich selbst entlarven," so Ron Rohrbaugh, der Projekt-Direktor des in Sachen Elfenbeinspechtsuche federführenden Cornell Lab of Ornithology. „An dieser Örtlichkeit sollten wir die höchste Möglichkeit haben ein Foto des Elfenbeinspechts zu schießen." Mit der großzügig gewährten Hilfe der Arkansas Electric Cooperative gelang es, einen leistungsfähigen Transformator vor Ort aufzubauen, da man sich aufgrund der begrenzten Leistungsfähigkeit und Energiemenge gegen Solarenergie oder Batterien entschloss. Die zwei Kameras, eine ostwärts und eine westwärts gerichtet, sind an einen Computer angeschlossen, der die von ihnen gelieferten Daten verarbeitet. Die auswertende Software basiert auf einem neuartigen Algorithmus, der in der Lage ist, natürliche Umweltbedingungen wie Wolken, Wasserreflektionen und fallende Blätter, auszusondern. „Das Programm weiß zum Beispiel, dass der Elfenbeinspecht mit 32 bis  64 Kilometer pro Stunde fliegt, so dass alles andere außerhalb dieser Grenzen gelöscht wird. Die hochauflösende Kamera filmt mit 22 Frames pro Sekunde, mit etwa 2 bis 3 Megapixel pro Frame", so Song. „Das ist eine große Anzahl von Daten die gemanagt werden müssen". Trotz aller Hightech wird aber auch der Mensch noch benötigt. Alle zwei Wochen fährt Luneau, ein Vogelkundler und Mitglied des Elfenbeinsuchteams aus Arkansas, mit dem Boot zum Computer um das Speichermedium zu wechseln. Die von ihm ausgewerteten Daten werden dann an die Forscher in Cornell, Texas A&M und an die UC Berkeley gesandt. Eine automatisierte Kamera hat gegenüber den herkömmlichen Methoden durch menschliche Beobachtung enorme Vorteile, meint Rohrbough. „Es gibt zwei andere Wege nach dem Elfenbeinspecht zu suchen, aber diese Wege beinhalten normalerweise einen Menschen der im Wald für eine lange Zeit positioniert wird. Menschen sind teuer und sie sind nicht ständig wachsam und auch ihre einfache Präsenz, selbst wenn sie getarnt sind und ruhig sitzen, ist eine Störung für die Umwelt. Derartige Systeme, die uns als Augen und Ohren dienen, sind ein großer Vorteil." Zudem, merkt Song an, sind die Kameras das ganze Jahr über einsetzbar. „Normalerweise beobachten die Leute die Vögel im Winter, denn dann hat es weniger Laub, was es leichter macht den Specht zu entdecken. Auch im Sommer, ist die Temperatur hoch, es ist sumpfig und es gibt Moskitos und Schlangen mit denen man umgehen muss. Unser System kann das ganze Jahr laufen und es wird durch Moskitos nicht beeinträchtigt." Die Weiterentwicklung des Systems hat also Zukunft. „Ich bin eine Person, die während ihres ganzen Lebens draußen war und ich bin trainiert als Feldbiologe. Sicherlich wurde ich mit viel Skeptizismus konfrontiert über die Nützlichkeit dieser automatischen Kamera. Aber nun gibt es durch das Nutzen dieser Kamera Hoffnung, das wir ein hochauflösendes Bild als indiskutables Beweisstück liefern, dass der Elfenbeinspecht in Arkansas lebt." Dennoch sind die Forscher auch auf die Möglichkeit, dass die Kamera keinen Specht fotografiert, eingestellt. Goldberg: „Ich bin hoffnungsvoll, aber nicht überzuversichtlich. Wir sind bereit, diese Kamera für Jahre zu betreiben und wir sind darauf vorbereitet, zu akzeptieren, dass wir den Vogel nie sehen. Aber wenn dieses ständige System im Bayou hilft ein verifizierbares, hochauflösendes Foto des legendären Elfenbeinspechts zu machen, wäre es eine wichtige Entdeckung für Wissenschaftler, für Umweltschützer und für mehr als 45 Millionen amerikanische Vogelbeobachter."

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