按照當(dāng)下從業(yè)者的說法，AI應(yīng)用是環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的三大新興技術(shù)之一。

從隱藏相機(jī)錄像、衛(wèi)星圖像到錄音，AI在處理這些環(huán)保大數(shù)據(jù)時極有助益。AI可以學(xué)習(xí)如何識別數(shù)千張熱成像照片中哪些包含稀有物種；或在數(shù)小時的野外音頻記錄中找出動物的叫聲。這些都大大減少了收集重要環(huán)保數(shù)據(jù)所需的體力勞動。

所以當(dāng)下AI正在幫助保護(hù)座頭鯨、考拉和雪豹等多種物種，支持科學(xué)家、研究人員和護(hù)林員從反偷獵巡邏到監(jiān)測物種等重要任務(wù)中的工作。

借助使用算法和模型來學(xué)習(xí)、理解和適應(yīng)的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)，AI通常能夠完成數(shù)百人的工作，獲得更快、更便宜和更有效的結(jié)果。

以下是五個有助于了解AI用來保護(hù)生物多樣性和物種的項(xiàng)目：

阻止偷獵者

贊比亞的卡弗埃國家公園擁有6600多頭非洲象，占地22400平方公里，因此阻止盜獵是一項(xiàng)巨大的后勤挑戰(zhàn)。位于公園邊界的伊特日-特日湖，非法捕魚也是一個問題，偷獵者通常在夜幕掩護(hù)下，偽裝成漁民進(jìn)出公園。

由「護(hù)林人國際」、贊比亞「國家公園和野生動物部」和其他合作方組織的「互聯(lián)動保項(xiàng)目」正在使用AI來加強(qiáng)傳統(tǒng)的反偷獵工作，他們用前視紅外熱像儀 (FLIR) ，在伊特日湖-特日湖上構(gòu)建了一個19公里長的虛擬圍欄。

前視紅外熱像儀全天候記錄了進(jìn)出公園的每艘船。這些設(shè)備安裝于 2019 年，過去由護(hù)林員手動監(jiān)控，然后他們可以對非法活動的跡象做出反應(yīng)。

而「互聯(lián)動保項(xiàng)目」的AI現(xiàn)在已經(jīng)過訓(xùn)練，可以從熱成像圖像中自動檢測進(jìn)入公園的船只，從而提高效率并減少對持續(xù)人工監(jiān)控的需求。

AI自動向中心監(jiān)控室的護(hù)林員報警

海浪和飛鳥也可以觸發(fā)警報，因此AI被訓(xùn)練消除這些錯誤數(shù)據(jù)。

「護(hù)林人國際」的特別技術(shù)顧問稱：「長期以來，自然保護(hù)區(qū)的資源不足，讓人們24小時全天候盯住多個攝像頭不是個擴(kuò)大運(yùn)營規(guī)模的辦法?！?/p>

「AI可以改變游戲規(guī)則，因?yàn)樗梢员O(jiān)控非法船只入境、并立即警告護(hù)林隊。該技術(shù)讓不多的護(hù)林員能夠?qū)Υ竺娣e的非法越境區(qū)域進(jìn)行全天候監(jiān)視?！?/p>

追蹤水資源流失

在過去的30年里，巴西的地表水流失了15% 以上，這場危機(jī)只有在AI的幫助下才得以曝光。

巴西的河流、湖泊和濕地一直面臨著來自人口增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、森林砍伐和氣候危機(jī)惡化影響的越來越大的壓力。但直到2021年8月，公眾才知道問題的嚴(yán)重性。

當(dāng)時測繪團(tuán)隊MapBiomas的水資源項(xiàng)目，使用機(jī)器學(xué)習(xí)處理了1985-2020 年NASA的3顆地球遙感衛(wèi)星對于850萬平方米的巴西國土拍攝的15萬多張圖像后，發(fā)布了結(jié)果。

如果沒有AI，研究人員就無法以如此規(guī)模和詳細(xì)程度分析巴西全國的水資源變化。AI還可以區(qū)分自然水體和人造水體。

結(jié)果是，亞馬遜河的主要支流、世界上最大的10條河流之一的內(nèi)格羅河已經(jīng)失去了22%的地表水。世界上最大的熱帶濕地-潘塔納爾濕地的巴西部分已經(jīng)失去了74%的地表水。

4000種植物和動物生活在潘塔納爾濕地，包括美洲虎、貘和蟒蛇。這種損失對野生動植物、人類和自然都是毀滅性的。

「AI技術(shù)為我們提供了令人震驚的清晰畫面，」世界自然基金會巴西分會MapBiomas水資源項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人說。

「如果沒有AI和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，我們永遠(yuǎn)不會知道情況有多嚴(yán)重，更不用說有數(shù)據(jù)來說服人們了?，F(xiàn)在我們可以采取措施，應(yīng)對這種地表水流失給巴西令人難以置信的生物多樣性和社區(qū)帶來的挑戰(zhàn)?！?/p>

定位鯨魚

了解鯨魚的位置是規(guī)劃海洋保護(hù)區(qū)等措施保護(hù)它們的第一步。在浩瀚的海洋中目視定位座頭鯨很困難，但它們獨(dú)特的歌聲可以在水下傳播數(shù)百英里。

「太平洋島嶼國家海洋和大氣協(xié)會」(Noaa)的研究者，一直在漁船上安裝聲學(xué)記錄器，用于監(jiān)測偏遠(yuǎn)和難到達(dá)海域的海洋哺乳動物種群?！?4年中，我們已經(jīng)積累了大約19萬小時的聲學(xué)錄音。但用人工手動識別鯨魚的發(fā)聲需要大量時間?！?/p>

座頭鯨群發(fā)聲點(diǎn)海圖

2018年，Noaa 與谷歌AI的生物聲學(xué)團(tuán)隊合作，創(chuàng)建了一個可以識別座頭鯨歌聲的機(jī)器學(xué)習(xí)模型?！肝覀兎浅３晒Φ赝ㄟ^整個數(shù)據(jù)集識別了座頭鯨的歌聲所在，確定了它們在夏威夷群島和馬里亞納群島的棲息模式，」研究者稱。

「我們還在金曼礁發(fā)現(xiàn)了新的座頭鯨歌聲偶發(fā)點(diǎn)，這是一個以前從未記錄過座頭鯨存在的地點(diǎn)。如果沒有AI，這些海量聲學(xué)數(shù)據(jù)不可能得到全面分析。」

座頭鯨歌音軌頻率

保護(hù)考拉

由于棲息地破壞、家犬襲擊、道路事故和叢林大火，澳大利亞的考拉數(shù)量正在嚴(yán)重下降。在不知道它們的數(shù)量和下落的情況下，救護(hù)它們是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

昆士蘭科技大學(xué) (QUT) 生態(tài)學(xué)副教授格蘭特·漢密爾頓 (Grant Hamilton) 在聯(lián)邦政府和 土地保護(hù)局的資助下創(chuàng)建了一個環(huán)保AI站，以監(jiān)測考拉和其他瀕危動物。

使用無人機(jī)和紅外成像，AI算法可以快速分析紅外鏡頭拍攝的圖像，并確定熱成像點(diǎn)是考拉還是其他動物。

在2019年和2020年澳大利亞發(fā)生毀滅性的森林大火后，漢密爾頓使用該系統(tǒng)來識別幸存的考拉種群。

熱成像圖片中的考拉被識別

「這是一個改變業(yè)界現(xiàn)有游戲規(guī)則的項(xiàng)目」，漢密爾頓說。

「強(qiáng)大的AI算法能夠快速分析無數(shù)小時的視頻片段，并從茂密叢林中的許多其他動物圖像中識別出考拉。該系統(tǒng)將允許土地保護(hù)團(tuán)體、動物保護(hù)團(tuán)體和致力于監(jiān)測物種的組織，調(diào)查澳大利亞任何地方的大片區(qū)域，并將數(shù)據(jù)發(fā)送回昆士蘭科技大學(xué)進(jìn)行處理。」

「我們將越來越多地看到AI用于動物保護(hù)」，他補(bǔ)充道?！冈谶@個當(dāng)前的項(xiàng)目中，如果沒有AI，我們根本無法快速或準(zhǔn)確地做到這一點(diǎn)?！?/p>

物種計數(shù)

在世界第二大熱帶雨林剛果盆地拯救瀕臨滅絕的物種是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。

2020 年，數(shù)據(jù)科學(xué)公司Appsilon、蘇格蘭斯特靈大學(xué)和加蓬國家公園管理局 (ANPN) 合作開發(fā)「蒙巴薩AI」圖像分類算法，用于加蓬洛佩和瓦卡國家公園的大規(guī)模生物多樣性監(jiān)測。

環(huán)保人士一直在使用自動攝像頭捕捉物種，包括非洲森林大象、大猩猩、黑猩猩和穿山甲，然后必須手動識別圖像。

數(shù)百萬張圖片可能需要數(shù)月或數(shù)年才能分類，而在一個每月因偷獵者而失去約150頭大象的國家，時間很重要。

「蒙巴薩AI」算法于2020年用于分析在7000平方公里森林中的200個隱藏相機(jī)里收集的5萬多張圖像?！该砂退_AI」每小時可對3千張圖像進(jìn)行分類，準(zhǔn)確率96%。

隱藏相機(jī)在剛果盆地拍攝到的猩猩

環(huán)保人士可以監(jiān)控和跟蹤動物，并快速發(fā)現(xiàn)異常或警告信號，使它們能夠在需要時迅速采取行動。

該算法還可以在普通筆記本電腦上離線工作，這在沒有互聯(lián)網(wǎng)連接或互聯(lián)網(wǎng)連接不佳的地方很有幫助。

「許多中非森林哺乳動物受到不可持續(xù)的貿(mào)易、土地用途變化和全球氣候危機(jī)的威脅，」斯特靈大學(xué)博士后研究員羅賓·維托柯博士說。

「Appsilon在蒙巴薩AI軟件上的工作，使環(huán)保人士能快速識別和應(yīng)對對生物多樣性的威脅。該項(xiàng)目從加蓬洛佩和瓦卡國家公園的200個隱藏相機(jī)開始，但從那時起，西非和中非的不同組織已經(jīng)各自部署了數(shù)百個隱藏相機(jī)。

在加蓬，政府的目標(biāo)是在全國的國家公園內(nèi)都部署隱藏攝像頭。蒙巴薩AI可以幫助所有這些項(xiàng)目加速數(shù)據(jù)分析?！?/p>

參考資料

https://www.theguardian.com/environment/2022/feb/21/five-ways-ai-is-saving-wildlife-from-counting-chimps-to-locating-whales-aoe

關(guān)鍵詞： 國家公園 機(jī)器學(xué)習(xí) 生物多樣性