Grovety基于Arm技术打造创新解决方案，助力解决野生动物保护难题

概述

当前，全球各野生动物官方机构都在借助强大的数字技术来保护濒危物种、对抗偷猎者带来的威胁，而由电池供电的摄相机则成为了支持这一创新举措的核心工具。然而，对于庞大且多元化的生态环境来说，所需的监测量是无比巨大的。而许多相机设备并不具备无线连接功能，这意味着野生动物官方机构需要人为干预，徒步数英里提取其中的信息。此外，摄像机经常被唤醒捕捉任何触发传感器的动作，因此这也会导致电池电量的快速消耗。

简介

动物保护的进程可能因偶然游玩国家公园的一家人而改变。Grovety 首席执行官 Antony Vasiliev 最近搬到了亚美尼亚，他带着家人去国家公园观看野生动物。在那里，他和 11 岁的儿子发现了濒临灭绝的雪豹，这让他们惊讶且兴奋。这的确很罕见，根据世界自然保护联盟濒危物种 (IUCN) 红色名录显示，全球仅存约 1,000 只雪豹，其中亚美尼亚的雪豹数量可能不到 10 只。

Vasiliev 与公园管理员聊起来，公园管理员介绍说，官方组织在整个园区内部署了多个远程相机来跟踪动物并收集数据，以促进种群增长。但结果却不尽如人意，因为摄相机拍摄的照片数以百计，而管理员必须人工审核每一张照片，并且相机本身也存在诸多问题，如误报、电池快速耗尽和数字存储限制等。

Vasiliev 想到了一个主意，并随后与 Grovety 的同事联系。Grovety 是一家软件设计公司，也是 Arm 的合作伙伴，专门从事于研究嵌入式固件、SDK、驱动程序、协议和底层软件。

Vasiliev 表示：我与公司首席技术官展开探讨，是否能够利用我们的人工智能 (AI) 专业知识提供帮助。一开始，我们对摄相机陷阱所知甚少，但我们决定创建一个附加组件，为现有的摄相机陷阱提供附加价值，而不是与相关领域的设备制造商竞争。

Vasiliev 还总结了面临的现有挑战：

起初缺少对摄相机陷阱领域专业知识：他们必须开展大量研究，了解现有摄相机陷阱的工作原理及其局限性。

电池使用寿命和功耗：确保 AI 模块具有高能效并延长电池使用寿命是主要考虑因素。

误报：为了简化管理员的工作并延长电池使用寿命，减少动态捕捉型摄相机的误报是主要目标。

处理能力：选择具有足够计算资源和机器学习 (ML) 能力的处理器进行目标检测至关重要。

调整模型：对 ML 模型进行微调，使其适用于野生动物目标检测的过程充满了技术挑战。

数据稀缺：关于雪豹等濒危物种的数据有限，这加大了 AI 模型的训练难度。

测试和原型设计：在概念开发和原型设计阶段，需要进行多次实验和迭代。

实际环境条件：务必确保解决方案在偏远的野外条件下能够可靠地运行。

解决方案

Grovety 的任务很明确：通过结合 AI 技术来提升目标检测和分类准确性，从而优化野生动物摄相机陷阱的效率和有效性。于是，他们启动了一个多阶段项目，其中包括概念开发、概念验证和 ML 模块原型设计。为完成该项目，他们需要开展大量研发工作，包括进行多次实验和迭代。

硬件方面，Grovety 选择了 Alif Semiconductor E7 处理器，它是 Ensemble 系列嵌入式融合处理器与微控制器中的一款产品。该产品搭载时钟速度高达 800MHz 的高性能 Arm Cortex-A32 处理器，以及时钟速度为 400MHz 和 160MHz 的 Cortex-M55 处理器。E7 系列旨在提高能效并延长电池使用寿命，提供强大的计算和 ML/AI 能力、多层安全性、计算机视觉和高度交互的人机界面。该系列采用安全飞地系统、防火墙控制安全单元以及运行嵌入式 ML 任务的专用 Arm Ethos-U55 microNPU。

充分利用 Apache TVM 和协作开发

Grovety 利用 Apache TVM 对其 ML 模型进行微调，其中，TVM 是面向 CPU、GPU 和 ML 加速器的开源 ML编译器框架。为将 TVM 与 Ethos-U55 集成，他们付出了巨大努力，增强了 NPU 的浮点计算能力。他们的目标是创建能够根据各种野生动物进行调整的自主 AI 设备，以实现目标检测和分类，而该协作方法正是实现其目标的关键。Grovety 使用开源 Vela 编译器将适用于微控制器的 TensorFlow Lite 编译成在 Ethos-U NPU 上运行的优化版本。

能效和电池使用寿命

Grovety 预计在 Alif SoC 上的 AI 模块功耗应该是最小的，一块 2200 毫安时的典型 18650 锂离子电池将至少足以为模块供电三周。他们所做的一切都是为了大幅减少野生动物摄相机陷阱的误报，为自然保护主义者提高效率并延长电池使用寿命。

结论

Grovety 凭借其在软件设计和 AI 集成领域的深厚专业知识，以及为野生动物保护解决实际难题的坚定信念，并结合 Arm 先进的处理器技术，成功地为野生动物摄相机陷阱面临的技术难题打造了一款创新原型设计。他们的解决方案旨在大幅减少误判，提高效率并延长电池使用寿命，从而帮助自然保护主义者更轻松地监测和保护濒危物种。

审核编辑：刘清