Linnunlauluautomaatti talvisäilöön

Minulla on muutaman vuoden ollut käytössä verkkoon (niin sähkö- kuin tieto-) liitetty tekoälynauhoitusautomaatti, joka nauhoittamisen lisäksi pyrkii tunnistamaan lintujen ääniä. Määritykset eivät ole täydellisiä, koska nykyiset ”älyt” kärsivät muun muassa vakavasta kontekstisensitiivisyyden puutteesta. Niin toki kaikki muutkin tietokoneohjelmat ellei niihin jotain sellaista ole tietoisesti ohjelmoitu. Mutta eipä tällä hetkellä parempaa ratkaisua tähän ongelmaan taida löytyä. Tai ehkä parempiakin jossain on, mutta ei näin helposti ja yleisesti saatavilla. Paikallisiin oloihin opetettu suppeampi tekoälymalli tarjoaisi vielä merkittävästi parempaa tunnistustarkkuutta. Mallin opettaminen ja erityisesti opetusmateriaalin kerääminen sekä prosessointi on hyvin aikaa vievää eli ei välttämättä yhden ihmisen projekti.

Nauhuri on itse suunniteltu ja toteutettu. Toki siis vain kokonaisuuden osalta eli järjestelmä rakentuu mikrofonia lukuun ottamatta yleisesti saatavilla olevista kaupallisista komponenteista. Laitteen tärkein osa on säänkestävä mikrofoni, joka on aavistuksen muokattu versio Bill Evansin (http://www.oldbird.org/mike_home-DIY.htm) muutaman vuoden takaisesta rakennussarjasta. Bill on ison veden takana jonkilainen nocmig-skenen pioneeri, mutta tämä oli kuulemma ensimmäinen asiaan liittyvä yhteydenotto vanhan mantereen puolelta.

Nauhuri toiminnassa metsän reunan pusikossa. Forssa 18.4.2025.

Ämpärimikrofonin signaali kulkee muusikkopiireissä hyvinkin tunnetun Focusrite Scarlett Solo-audio-interfacen kautta Raspberry PI:ssä pyörivälle Birdnet-Pi-sovelluskokonaisuudelle. Tuon paketin toiminta on periaatteessa varsin yksinkertainen. Se pilkkoo audiosignaalin muutaman sekunnin pätkiksi, tekee näille Fourier-muunnoksen, tuottaa tästä kuvan ja määrittää tekoälymallia käyttäen todennäköisyydet eri lintulajien äänten esiintymiselle juuri kyseisessä näytteessä. Vaikka käsitellään audiosignaalia, lopulta kuitenkin luokitellaan kuvia.

Tietyn aseteltavan todennäköisyysrajan ylittävät nauhoitukset tallennetaan ja ne toiset katoavat bittitaivaaseen tai minne käyttämättömät bitit sitten ikinä päätyvätkään. Birdnet-PI:hin kuuluu myös web-pohjainen käyttöliittymä jonka kautta havaintoja on mahdollista tarkastella. Ominaisuuksiin kuuluvat myös livekuuntelu, havaintotietokanta, etäpäivitykset jne. Valitettavasti niin kokonaisuuden kuin tekoälymallinkin kehittäminen on päättynyt.

Laitteen sähköiset osat on koottu ja kytketty riittävän tiiviiseen ja tilavaan kotimaiseen Fibox-laitekoteloon. Mekaanisen puolen operaatioihin sain apua eräältä tuntemaltani alan ammattilaiselta, jolla oli käytettävissään tällaiseen mainiosti soveltuva työkaluarsenaali.

Pääpiirteissään laitteisto koostuu DIN-kiskoihin kiinnitetyistä teollisuuskomponenteista, lähinnä erilaisista muuntajista. Lisäksi kaapissa on aiemmin mainitut audio-interface ja Raspberry PI v4 sekä etäkäytön mahdollistava 4G-reititin. Ensimmäiseen versioon kuului myös backup-akusto, mutta totesin tämän lähes tarpeettomaksi eivätkä akut olleet mukana enää vuoden 2025 setupissa, vaikka UPS-kontrolleri kaapissa edelleen on. Alkuperäisessä versiossa oli mukana myös koko järjestelmän resetoinnin mahdollistava relekytkentä, mutta ensimmäisen modeemin ongelmista johtuen tätä ominaisuutta ei milloinkaan ole käytetty. Sen sijaan itse modeemin tekstiviestikäynnistystä käytin monestikin. Sekin toimi hiukan toisaikaisesti ja modeemin lopullinen rikkoutuminen ilmeisesti lasitetun parvekkeen kuumuuden takia, oli oikeastaan helpotus. Uudemman modeemin kanssa yhteysongelmia on huonon kuuluvuuden alueellakin esiintynyt merkittävästi ensimmäistä vähemmän.

Laitteen sisuskalut. Forssa 18.4.2025

Laite on kuluvana vuonna ollut Pohjois-Forssassa maaliskuun 23:sta saakka eli kaikkineen nauhoituksia on tämä päivä mukaan lukien kertynyt 244:ltä päivältä reilut 400000 kappaletta. Olen analysoinut jokaisen vielä uudelleen toista vapaasti saatavana olevaa tekoälymallia käyttäen ja pienen apuohjelmakokonaisuuden avulla varmistanut osan havainnoista. Pääosin noiden kahden eri mallin määritykset täsmäävät, mutta aina tulokset eivät vastaa toisiaan. Tämä pätee erityisesti silloin kun määritykset eivät ole kovin varmoja (60-80% todennäköisyyksillä). Laite odottaa nyt virrattomana taajamakäyttöön virittämistään, mutta kun se on taas käynnistetty, se löytyy osoitteesta http://mvrec.dy.fi.

Kauden sadon tilastointi ja tarkempi analyysi odottaa tekemistään, mutta jotain saattaa syntyä edessä odottavan kolmen kuukauden mittaisen sysipimeän jakson aikana. Kehitettävää olisi myös koko nauhoitusjärjestelmässä ja tässäkin saattaa tapahtua jotain. Toiveissa olisi mm. saada häviötön raakadata talteen kokonaisuudessaan eikä vain löytyneiden havaintojen osalta. Tällöin nauhoitus olisi milloin tahansa myöhemminkin uudelleen analysoitavissa sitä mukaa kun työkalut kehittyvät. Samoin jonkinlainen löydös- ja miksei raakadatatietokantakin on likimain välttämätön. Aivan uusia mahdollisuuksia avautuu kun havainnot löytyvät käsittelyn jälkeen tietokannasta yksittäisten mp3-tiedostojen sijaan.

Yksinäinen nauhuri yksittäisessä lokaatiossa tarjoaa tietoa paikallisten lajien esiintymisestä ja juuri sen kohteen muuton etenemisestä, mikäli sellaista tapahtuu, mutta laajemman kuvan muodostamiseksi laitteita pitäisi olla enemmän. Tämäkin saattaa tulevaisuudessa olla mahdollista. Atlantin vastarannalla on BirdCast (https://birdcast.info/) ja taisin nähdä Euroopan puolellakin myynnissä sellaisia laitteita, joissa oli birdcast-integraatio sisään rakennettuna.

Monenlaisia toiveita ja haaveita on. Aika näyttää toteutuvatko mitkään.


Kommentit

Vastaa