WatchBat

במסגרת מיזם האשפים, שיתפה עמותת מן השדה פעולה עם חברת XKD Technologies לפיתוח מערכת ראשונה מסוגה, המאפשרת תיעוד ניטור רציף של תנועת בעלי חיים חברתיים. קודם לסקירת המערכת, חשוב לציין שאין צורך לשלוט במידע על מנת להשתתף בפרוייקט - כל אחד יכול לקחת בו חלק חשוב ולתרום מידע משמעותי אף אם כלל לא קרא את הסקירה, היא מובאת כהעשרה. המפתחים רואים את קהל המשתמשים כחלק בלתי נפרד מתהליך הפיתוח, ומעוניינים לשתף את המידע.

עטלפון לבן שוליים, Pipistrellus kuhli
תמונה 1 עטלפון לבן שוליים, Pipistrellus kuhli - אחד המינים ששימשו מודל לפיתוח המערכת.   © איל ונונו

לשם מה פותחה המערכת?
תפוצת בעלי חיים היא נושא מורכב ביותר. המושג "תפוצה" אינו מתאר רק את המקומות בהם נראה בעל חיים ממין מסוים, אלא מתייחס גם להיבטים רבים בסביבה ובבית הגידול הספציפי של המין. מודלים שונים מתמודדים עם האתגר של תיאור תפוצת מינים. מערכת מן השדה פותחה על מנת לאפשר להזין למאגרי המידע המהווים את הבסיס להם גם נתונים אשר לא נאספו במסגרת מחקר מדעי סדור (ואף שלא על ידי חוקרים). מערכת WatchBat נועדה לאפשר ניטור רציף של תנועת אוכלוסיות מינים, כלומר: הדגש הושם על נושא התנועה המרחבית של פרטים רבים, ולא על תיעוד נוכחות. למעשה, המידע בו אנו משתמשים במערכת הוא לא מסוג "נתוני נוכחות" (presence only data).

מהו "ניטור רציף"?
כדי להסביר את פעולת המערכת, נשווה אותה לדוגמה המוכרת ביותר מתחום קרוב: נדידת ציפורים. אחת משיטות העבודה אשר משתמשים בה כיום היא טיבוע. רשת לכידה מוצבת בנקודה מסויימת, ועל רגלי הציפורים הנלכדות מוצמדת טבעת בעלת סימון מזהה. במקביל, מתבצע רישום של פרטי הלכידה כך שבמידה ואותה ציפור תילכד שוב (באותה נקודה או באחרת), ניתן יהיה להשוות בין הנתונים ולהסיק לגבי הציפור והמסלול שעברה: מהירות, זמן, מרחק, מצב פיזולוגי, תוחלת חיים ועוד. זוהי שיטה מצויינת וכיום אין לה תחליף, בוודאי שלא במקרה של עופות. עם זאת, בהיבט הנדרש במקרה שלנו - רציפות - היא בעלת מגבלות. כיוון שהנתונים נאספים רק בנקודות הלכידה, חסר מידע מהנתיב בו עברה הציפור בין שתי נקודות הדגימה. כמו כן, כיוון שלכידות חוזרות הן לא אירוע שכיח ביותר, הרי שגם אם נסיק לבסוף לגבי נתיב התנועה שעובר מין מסויים בעת נדידה, הרי שלא ניתן לדעת האם המסלול שציירנו אכן שיקף את המסלול שעברה כל אוכלוסיית המין, במהלך הזמן שחלף בין הלכידות. ניטור רציף שואף לספק מידע לכל אורך הנתיב שעוברים פרטים רבים מהאוכלוסייה.

מה מגביל ניטור רציף?
הגורמים העיקריים המגבילים ניטור-דיגום רציף של תנועת אוכלוסיות, הם מספר הפרטים מתוך האוכלוסייה הנחקרת הנתון במעקב ומשך הזמן בו הוא מבוצע. שימוש בטלמטריה מספק מידע ברציפות, אך מוגבל למעקב אחר פרטים מעטים מתוך האוכלוסייה, וכן במשך הזמן בו הוא מבוצע. לכידה וסימון של חיות (למשל על ידי טיבוע) מאפשרת לעקוב אחר פרטים רבים יותר, אך לא מספקת נתוני זמן ומרחב רציפים ואינה מספקת משוב בזמן אמת, אלא באופן מקומי. גורמים אלו מציבים מגבלות משמעותיות במחקר מינים הנעים במהירות לטווחים ארוכים, כדוגמת עטלפים. תמונה 2 ממחישה תנועת עטלפים באזור יהודה, כפי שתועדה במסגרת העבודה. ניתן לראות כי מעקב אחר פרט אחד בלבד, אף אם יהיה רציף (באמצעות טלמטריה, למשל) לא משקף את דגם התנועה של כלל האוכלוסייה.


תמונה 2 : תנועת עטלפים באזור יהודה. מעקב אחר פרט אחד בלבד - אף אם רציף - לא משקף את האוכלוסייה כולה

מערכת WatchBat
מערכת WatchBat מגשרת על הפערים שתוארו באמצעות אפליקציה סלולרית ייעודית, ושימוש במספר נקודות דגימה גבוה הפזורות בשטח הנסקר: קהל המשתמשים, ומאפשרת ביצוע ניטור רציף, הן בזמן והן במרחב. המערכת ייחודית באופן בו נאספים ונשמרים הנתונים: הדבר נעשה באמצעות כלים שפיתחה XKD Technologies .

מבנה והרכב המערכת
המערכת כוללת שני מרכיבים עיקריים, היכולים לפעול כיחידה אחת או בנפרד זה מזה:
1. יישומי קצה המותקנים באמצעי הדגימה  - לצורך איסוף נתונים מן השדה.
2. מערכת ניהול מידע - מיועדת לאגירה, תחקור והצגת הנתונים.
לצורך איסוף הנתונים פותחה אפליקציה סלולרית מבוססת אנגולר ו-HTML5, המייצרת דיווחים רציפים תוך תיעוד המיקום הגיאוגרפי. הנתונים נשמרים בשרת המבוסס על כלים של XKD Technologies. המידע נשמר בצורה של עובדות היסטוריות במאגר שאינו ניתן לשינוי (immutable), זמין לניתוח בעזרת כלים סטטיסטיים. הוא מאפשר עיבוד מידע בזמן אמת ובאופן מתוזמן (Batch), כך שניתן לעבד כמויות גדולות של נתונים בקצב גבוה, בעלויות נמוכות ובעזרת כלים המאפשרים פיתוח מהיר ומותאם לשינויים. מעל מערכת עיבוד זו פותחו מספר כלים לתחקור המידע, בהם מפה המציגה אזורי כיסוי (בתצפיות) ושטחים בהם נצפו עטלפים.

WatchBat
תרשים 1 - מבנה המערכת. הנתונים נשמרים במאגר immutable    © XKD Technologies

תכנון ופיתוח
נבחרו מיני העטלף עטלפון לבן שוליים (Pipistrellus kuhli) ואשף מצוי (Tadarida teniotis) כמודל לפיתוח. האשף נחקר במעבדה לתפיסה חושית וקוגניציה באוניברסיטת תל אביב, אשר אחראית על עיבוד וניתוח המידע שמספקת המערכת. האשף הוא עטלף חרקים השוכן במושבות העשויות להכיל מאות רבות של פרטים. נוכחותו באתרי שיחור ומשכן אינה סדירה ולא ניתנת לחיזוי. מוערך כי ביכולתו לעוף לטווחים של מאות ק"מ בלילה ולא ניתן לעקוב אחר תנועת פרטים רבים באמצעות הכלים הקיימים: המערכת שפותחה הותאמה לצורך זה.
באמצעות אתר העמותה גוייסו צופים, אשר עודדו לערוך תצפיות על פי מדריכים הכתובים בשפות עברית וערבית.  הפנייה לקהלים דוברי שפות שונות מרחיבה את השטח הנסקר ומעלה את היחס בין מספר נקודות הדגימה לגודל השטח הנסקר. נערכה השוואה בין ממצאים שדווחו על ידי הצופים לבין אלו שנאספו על ידי עמדת ניטור סטטית שמוקמה באזור רחובות, אשר צויידה בגלאי מדגם Anabat. השוואה זו אפשרה לבחון שיטות וולידציה שונות, ולבסוף להגדיר באלו תנאים ותחת אלו מגבלות ניתן להשתמש במערכת.
 
תוצאות
תוצאות העבודה מראות כי למערכת יתרונות ומאפיינים ייחודיים. היא מספקת אינדיקציה מהירה לתנועת אוכלוסיות בעלי חיים במרחב, ומאפשרת לקשור בין הופעתו והיעדרו של מין בתא שטח מסוים לבין שינויים בתנאים הקיימים בו. יתרונותיה הופכים מובהקים ביחס ישר לעליית מספר המשתמשים, כאשר הדוגמים ניידים, בהתייחס למינים בעלי מאפייני זיהוי ודפוסי תנועה מסוימים, ובשטחים מאוכלסים בפרט. ניתן להשתמש במערכת על מנת להעריך את השפעותיהם של אסונות טבע, אירועי מזג אוויר והתיישבות על אוכלוסיות מינים נבחרים. כמו כן, מערכת הניהול לבדה מתאימה ליישום גם במחקרים אשר אינם דורשים רציפות מרחבית ומעורבות ציבורית.
 
אם כן, תם שלב הניסויים. על מנת שנוכל להתחיל וללמוד מהממצאים אודות תנועת בעלי חיים, צריך שאנשים רבים ישתפו פעולה וישתמשו במערכת. בהקשר למיזם האשפים - אין צורך בציוד מיוחד ואף לא לצאת אל השטח.
10 דקות (לפחות) של שקט והקשבה, יותר מזה אנחנו לא צריכים -
 
למה לחכות? האשפים חולפים מעלינו מדי ערב:
הצטרפו אלינו!

 

XKD

 

Section: 
Section4