Teknologia kohtaa lintuharrastuksen – Matkani BirdNET Pi:n parissa

Olen aina ollut kiinnostunut sekä teknologiasta että luonnosta. Viime vuonna päätin yhdistää nämä kaksi intohimoani tavalla, joka on osoittautunut yllättävän antoisaksi: toteutin ja rakensin automaattisen lintujen äänitunnistusjärjestelmän käyttäen avoimen lähdekoodin BirdNET Pi -sovellusta. Tässä blogitekstissä kerron, miten kaikki sai alkunsa ja mitä olen oppinut matkan varrella.

Mistä kaikki alkoi?

Idea lähti liikkeelle, kun törmäsin netissä BirdNET Pi -projektiin. Ajatus siitä, että voisin automaattisesti tunnistaa ja tallentaa lintujen ääniä ympäri vuorokauden, kiehtoi minua välittömästi. Perinteinen lintuharrastus rajoittuu usein päiväsaikaan ja hetkiin, jolloin itse ehtii olla paikalla. Halusin nähdä, mitä kaikkea jää tavallisesti huomaamatta.

Kaupunkiäänet ovat aina ärsyttäneet minua, ja olen saanut lohdutusta lintujen lauluista jo pienestä asti, vaikka en silloinkaan ja nytkään vielä niitä kaikkia tunnistakaan laulujen mukaan.

Projektin testailu alkoi simppelisti vain laittamalla mikrofoni ikkunan välistä ulos, jotta saatiin nauhoitettua lintuja. Ennen tätä käytin puhelinta ja BirdNET-sovellusta lintujen havaitsemiseen. Tämä yksinkertainen kokeilu osoitti nopeasti, kuinka paljon lintuja oli ympärilläni, ja innosti minua viemään projektin pidemmälle.

Kahden laitteen tarina

Tällä hetkellä minulla on käytössä kaksi Raspberry Pi -tietokonetta, jotka toimivat BirdNET Pi -alustalla. Ensimmäinen laite sijaitsee Salon keskustassa, missä se tallentaa kaupunkiympäristön linnustoa. Toisen laitteen olen asentanut puuhun Tupurin alueella, missä se kuuntelee lintujen ääniä suoraan niiden luontaisessa ympäristössä.

Raspberry Pi on pieni ja edullinen tietokone, joka on suunniteltu edistämään tietotekniikan opetusta ja harrastamista. Se on monipuolinen laite, jota voidaan käyttää monenlaisiin projekteihin, kuten kotiautomaatioon, mediakeskuksiin ja tieteellisiin tutkimuksiin. BirdNET Pi -projekti hyödyntää Raspberry Pi:n kykyä käsitellä ääntä ja suorittaa koneoppimismalleja, mikä mahdollistaa lintujen äänien tunnistamisen ja tallentamisen.

Tupurin lintuboxin asennus

Tupurin laitteen asennus oli oma seikkailunsa. Virransaannin varmistamiseksi jouduin kaivamaan noin kolmenkymmenen metrin mittaisen kaapeliojan, jotta sain vedettyä virtakaapelin puussa sijaitsevalle lintuboxille. Internet-yhteyden kanssa piti olla luova, sillä alueella ei ollut mahdollisuutta käyttää kiinteää nettiyhteyttä tai läheistä WiFiä. Ratkaisu löytyi tavallisesta USB-nettitikusta, johon asensin Moi Mobiilin laiteliittymän. Tämä yhdistelmä on osoittautunut toimivaksi ratkaisuksi etäisestä sijainnista huolimatta.

Laitteiden eri sijainnit ovat osoittautuneet erityisen mielenkiintoisiksi vertailun kannalta – kaupunkiympäristön ja luonnonläheisemmän alueen linnusto eroavat toisistaan yllättävilläkin tavoilla.

Yllätyksiä yön pimeydestä

Yksi projektini kiehtovimmista puolista on ollut yöllisten havaintojen tekeminen. Kun suurin osa meistä nukkuu, luonto on edelleen aktiivinen. Lehtopöllöjen huhuilu, kehrääjien säksätys ja muut yölliset äänet ovat tulleet tutuiksi laitteiden ansiosta. Erityisen jännittävää on ollut seurata muuttolintujen yömuuttoa – äänet, joita en muuten koskaan kuulisi, tallentuvat nyt automaattisesti.

Tekniset haasteet ja niiden voittaminen

Matka ei ole ollut pelkkää ruusuilla tanssimista, varsinkaan Tupurin puuhun asennetun laitteen kanssa. Projekti on opettanut kantapään kautta, että ulkoilmalaitteiston ylläpito vaatii jatkuvaa huomiota ja nopeaa reagointia ongelmiin.

Mikrofonin hajoaminen

Ensimmäinen iso takaisku koettiin, kun Tupurin puussa oleva mikrofoni hajosi täysin. Sääolosuhteet olivat tehneet tehtävänsä, ja kosteus oli päässyt mikrofonin herkkiin komponentteihin. Tämä opetti paljon mikrofonin suojaamisesta ja oikeanlaisesta asennuksesta. Uuden mikrofonin asennuksen yhteydessä paransin suojausta merkittävästi, ja tähän mennessä ratkaisu on osoittautunut toimivaksi.

Läheltä piti -vesituho

Yksi jännittävimmistä hetkistä koettiin, kun rankan sadekuuron aikana vettä alkoi tihkua laitteiston suojakoteloon. Onneksi huomasin tilanteen ajoissa ja ehdin pelastaa laitteet ennen kuin vakavampaa vahinkoa pääsi tapahtumaan. Tämä läheltä piti -tilanne johti suojakoteloinnin täydelliseen uudelleensuunnitteluun. Nyt laitteisto on suojattu huomattavasti paremmin:

• Vahvistettu vedenpitävä kotelo
• Parannettu tuuletus kondensaation ehkäisemiseksi
• Ylimääräiset tiivisteet kriittisissä kohdissa
• Säännölliset tarkastuskäynnit mahdollisten vuotojen varalta

Päivittäiset haasteet

Päivittäisessä toiminnassa suurimmat haasteet ovat edelleen:

• Tuuli ja liikenne aiheuttavat välillä häiriöääniä, jotka sekoittavat tunnistusta
• Sade tuo omat haasteensa äänitykseen
• Talvella lumi ja pakkanen asettavat laitteiston kestävyyden kovalle koetukselle

Olen kuitenkin oppinut paljon näistä haasteista. Esimerkiksi mikrofonin suojaaminen sääilmiöiltä on kehittynyt kokeilujen kautta, ja algoritmin tunnistustarkkuuden arviointi on parantunut kokemuksen myötä.

Vuoden kiertokulku digitaalisesti tallennettuna

Yksi hienoimmista asioista projektissa on ollut mahdollisuus seurata lintujen vuosirytmiä systemaattisesti:

Talvi

Talviruokinnan vakioasiakkaat, kuten tiaiset, punatulkut ja käpytikat pitävät mikrofonin kiireisenä. On ollut mielenkiintoista huomata, miten kaupungin keskustassa ja Tupurissa talvehtivat lajit eroavat toisistaan. Talvella lintujen äänet ovat usein rauhallisempia, mutta samalla ne kertovat selviytymistaistelusta kylmissä olosuhteissa. Erityisesti pakkaspäivinä lintujen aktiivisuus ruokintapaikoilla lisääntyy huomattavasti.

Kevät

Muuttolintujen saapuminen on kuin digitaalinen kevään almanakka. Peippojen ensimmäiset laulut, rastaiden aamukuorot ja västäräkkien tervehdykset kertovat kevään etenemisestä. Järjestelmä on paljastanut, että jotkut lajit saapuvat säännöllisesti aiemmin kuin olin kuvitellut. Kevät on myös aikaa, jolloin lintujen laulut ovat monipuolisimmillaan ja voimakkaimmillaan, kun ne kilpailevat reviireistä ja kumppaneista. Tämä tekee keväästä erityisen mielenkiintoisen ajanjakson äänitallennusten kannalta.

Kesä

Pesimäkausi on äänten juhlaa. Erityisesti aamuisin ja iltaisin laitteet tallentavat uskomattoman määrän eri lajien laulua. On ollut kiinnostavaa seurata, miten lintujen aktiivisuus vaihtelee päivän mittaan ja miten poikasten kerjuuäänet alkavat kuulua pesinnän edetessä. Kesällä lintujen äänet kertovat myös pesimämenestyksestä ja poikasten kasvusta. Monien lajien poikaset alkavat harjoitella omia laulujaan, mikä lisää äänimaiseman monimuotoisuutta.

Syksy

Syysmuutto näkyy havainnoissa eri tavalla kuin kevätmuutto. Monet lajit lähtevät hiljaisemmin kuin saapuvat, mutta järjestelmä poimii silti yöllisiä muuttoääniä ja lähtevien parvien yhteydenpitokutsuja. Syksyllä lintujen äänet voivat olla melankolisempia, kun ne valmistautuvat pitkään muuttomatkaan. Tämä ajanjakso tarjoaa mahdollisuuden tutkia, miten eri lajit kommunikoivat ja pitävät yhteyttä toisiinsa muuttomatkan aikana.

Lintunetti.fi – Tiedon jakamisen ilo

Projektin myötä syntyi ajatus Lintunetti.fi-sivustosta. Halusin luoda paikan, jossa kuka tahansa voisi seurata havaintoja ja oppia linnuista. Tällä hetkellä sivusto näyttää perustiedot havainnoista, mutta kehitystyö jatkuu. Tulevaisuudessa tavoitteena on tarjota:

• Monipuolisia tilastoja kaikista havainnoista
• Mahdollisuus kuunnella äänityksiä
• Työkaluja havaintojen analysointiin
• Vertailutietoa eri vuosien välillä

Cloudflaren Cloudflared-ominaisuuden käyttö

Yksi projektin teknisistä kohokohdista on ollut Cloudflaren Cloudflared-ominaisuuden hyödyntäminen. Cloudflared mahdollistaa lintuboxien omien web-sivujen näyttämisen turvallisesti ja helposti. Käyttämällä Cloudflaredia olen voinut luoda suojattuja yhteyksiä, jotka mahdollistavat pääsyn lintuboxien reaaliaikaisiin tietoihin ja hallintapaneeleihin mistä tahansa.

Cloudflaredin avulla voin:

• Näyttää lintuboxien reaaliaikaiset äänitykset ja havainnot suoraan web-sivulla
• Hallita ja konfiguroida laitteita etänä ilman monimutkaisia verkkoasetuksia
• Varmistaa, että yhteydet ovat suojattuja ja luotettavia

Tämä on tehnyt projektin hallinnasta huomattavasti helpompaa ja mahdollistanut reaaliaikaisen seurannan ja analyysin, mikä on ollut korvaamatonta lintujen käyttäytymisen tutkimisessa.

Tietotekninen vitsi: Miksi Cloudflaren Cloudflared kuulostaa niin samankaltaiselta? Koska ne ovat kuin kaksoset, jotka eivät koskaan menetä yhteyttä!

Toinen vitsi: Miksi linnut eivät käytä tietokoneita? Koska ne pelkäävät, että hiiri syö niiden siemenet!

Katse tulevaan

BirdNET Pi -projekti on opettanut minulle valtavasti sekä linnuista että teknologiasta. Vaikka automaattinen tunnistus ei koskaan korvaa perinteistä lintuharrastusta, se tuo siihen uuden, kiehtovan ulottuvuuden. Erityisesti öisin tapahtuva havainnointi on avannut silmäni – tai pikemminkin korvani – aivan uudelle maailmalle.

Havaintoja voi seurata osoitteessa Lintunetti.fi sekä BirdWeather-palvelussa katsomalla Salon asemia #3142 ja #5091. Tervetuloa mukaan seuraamaan Salon seudun lintujen elämää!

Ps. Jos kiinnostuit projektista ja haluat tietää lisää teknisestä toteutuksesta tai havainnoista, jätä kommentti alle. Vastaan mielelläni kysymyksiin!

Kuvat ja kirjoitus – Markus Silvo