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文|雷宇

|智能相對論

先來看一組數(shù)據(jù)。1890年，我國野生東北虎的種群數(shù)量為1200—2400只，1930年約為450只，40年間減少了75％。到20世紀(jì)80年代，我國野生東北虎已基本處于滅絕邊緣，僅14只左右，與1930年相比，減少了96％。

1890--2013年間中國野生東北虎種群變化趨勢，數(shù)據(jù)來自《四川動(dòng)物》

毫無疑問，野生東北虎的數(shù)量已經(jīng)越來越少。除此之外，包括小熊貓、大熊貓、白頸長尾雉、金絲猴、白鹮等在內(nèi)的珍稀動(dòng)物都面臨著滅絕的危險(xiǎn)，如果我們不對動(dòng)物保護(hù)引起注意，也許在未來，越來越多的動(dòng)物將成為珍稀動(dòng)物。幸運(yùn)的是，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，物種保護(hù)已經(jīng)成了AI涉足環(huán)境領(lǐng)域的主要應(yīng)用。

拿什么技術(shù)拯救你，飛禽走獸

就在世界愛虎日，英特爾公司與世界自然基金會(huì)（WWF）宣布，雙方將運(yùn)用人工智能技術(shù)實(shí)施東北虎保護(hù)項(xiàng)目。實(shí)際上，越來越多的國家或組織開始利用人工智能技術(shù)保護(hù)野生動(dòng)物。

1.任何不談物種檢測的物種保護(hù)，都是在耍流氓

物種檢測最基本的做法是，通過運(yùn)動(dòng)傳感攝像頭自動(dòng)拍照，然后將這些照片輸入到一個(gè)模擬人類視覺皮層神經(jīng)元之間連接模式的深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，最后用文字和數(shù)字對照片進(jìn)行標(biāo)注，比如什么動(dòng)物，數(shù)量，性別，大致年齡，位置，附近的其他動(dòng)物等。由于每只動(dòng)物都有自己的特征，越精確的標(biāo)注越有利于真正積累有效的數(shù)據(jù)。

來自奧本大學(xué)、哈佛大學(xué)、牛津大學(xué)、明尼蘇達(dá)大學(xué)和懷俄明州大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種機(jī)器學(xué)習(xí)算法，可以識(shí)別、描述并統(tǒng)計(jì)野生動(dòng)物的數(shù)量，準(zhǔn)確率高達(dá)96.6%。該研究召集了超過5萬名志愿者，并作出了貢獻(xiàn)。語料庫收集了大象、長頸鹿、羚羊、獅子、獵豹和其他動(dòng)物在自然棲息地的圖像，對320萬張圖片進(jìn)行了計(jì)算機(jī)視覺算法的訓(xùn)練。

這一研究憑借群眾的力量，最終實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確地、且低成本地收集野生動(dòng)物數(shù)據(jù)，無疑值得借鑒。在物種檢測的同時(shí)，更是實(shí)現(xiàn)了保護(hù)生物學(xué)以及動(dòng)物行為科學(xué)等相關(guān)科學(xué)的“大數(shù)據(jù)”積累。

值得一提的是，如果需要對某些陸地動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)軌跡和活動(dòng)范圍進(jìn)行檢測，比如老虎。最好是安裝智能機(jī)器視覺處理設(shè)備，對動(dòng)物的活動(dòng)進(jìn)行更加精準(zhǔn)的監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集。通過數(shù)據(jù)分析識(shí)別成百上千個(gè)攝像頭的圖像，追蹤其歷史運(yùn)動(dòng)軌跡，最后對其進(jìn)行精確的畫像。

2.天上飛的水里游的，追蹤運(yùn)行軌跡是基本的

說到對魚類或是鳥類，總是避不開軌跡追蹤。保護(hù)海洋生物的問題在于，難以追溯，而且需要對海洋環(huán)境，酸堿性，所處航道寬度有了解。Wildbook是一個(gè)致力于保護(hù)海洋生物的軟件，它不僅可以從人工手動(dòng)上傳的動(dòng)物照片中接收數(shù)據(jù)，還可以搜索圖像和視頻，甚至查看可能對它的學(xué)習(xí)有用的一切媒體。

這種深度學(xué)習(xí)方法使它能夠在不同的圖像中找到相同的精確動(dòng)物，幫助研究人員更準(zhǔn)確地使用有關(guān)動(dòng)物健康，飲食習(xí)慣，狩獵模式，種群大小和潛在偷獵者活動(dòng)的數(shù)據(jù)。

在上面智能相對論（aixdlun）分析師雷宇提到，集思廣益集合群眾的力量會(huì)快速積累數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)難以獲取的領(lǐng)域，尤為明顯。康奈爾學(xué)院和康奈爾鳥類學(xué)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)手，研發(fā)出了一個(gè)叫做 eBird 的應(yīng)用程序，已經(jīng)擁有超過30萬志愿者提供的3億多個(gè)觀察數(shù)據(jù)。為了保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，研究者將 eBird 搜集的數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室觀察數(shù)據(jù)以及從遙感網(wǎng)絡(luò)搜集的物種分布信息結(jié)合起來，最終機(jī)器學(xué)習(xí)便能預(yù)測某些種類棲息地的變化，以及鳥類遷徙路徑。

白肚燕遷徙圖，可預(yù)測各地區(qū)的的種群變化

其實(shí)對物種軌跡的追蹤，其意義不僅在其本身的保護(hù)，更重要的是可以衡量氣候變化對野生動(dòng)物的影響，為科學(xué)家提供有關(guān)氣候變化如何影響動(dòng)物種群的寶貴信息。

3.偷獵者放不下手中的槍，AI只能與他正面剛

在數(shù)千平方千米的面積上，僅靠人力找到每個(gè)偷獵者根本不可能。即使是使用飛機(jī)巡邏，靠直升機(jī)或在動(dòng)物行進(jìn)路線上架設(shè)攝影機(jī)來偵察也不行，攝影機(jī)只能記錄單一位置的數(shù)量，直升機(jī)又太貴而且由于地面隱蔽性太強(qiáng)，很難在事情發(fā)生之前就實(shí)現(xiàn)對其的精準(zhǔn)捕捉。而一些貧窮的地方，因?yàn)檎鶡o暇保護(hù)動(dòng)物，更是偷獵者的天堂。

一般人難以區(qū)分野生動(dòng)物，植物，灌木

南加州大學(xué)工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)教授 Milind Tambe 博士帶領(lǐng)小組對防偷盜進(jìn)行了研究，他們稱這項(xiàng)技術(shù)為野生動(dòng)物安全助手（Protection Assistant for Wildlife Security，PAWS）。

他們的數(shù)據(jù)來源主要參考兩種信息：過去哪里有情況以及哪個(gè)區(qū)域需要額外的保護(hù)。通過對這些數(shù)據(jù)的積累，對未來的襲擊地點(diǎn)做出更準(zhǔn)確的預(yù)測，最后決定在哪些地方加強(qiáng)防護(hù)。

這就低成本的實(shí)現(xiàn)了利用人工智能防止捕獵，具有廣泛的使用意義。初次之外，還可以利用聲音來繪制偷獵者槍聲的所在位置的地圖，利用無人機(jī)配備紅外攝影儀巡邏等。 由于人工智能是響應(yīng)式的，因此它會(huì)根據(jù)對手和它們的行為不斷改進(jìn)。一方面是預(yù)測對方行為，另一方面是據(jù)此調(diào)整己方策略，隨著數(shù)據(jù)的積累越來越多，就越能實(shí)現(xiàn)在盜獵者盜獵前的精確捕捉。

AI無限好，問題也不少

從上面的這些技術(shù)的應(yīng)用中，我們也可以發(fā)現(xiàn)，它依然存在不少的問題。

1.動(dòng)物保護(hù)數(shù)據(jù)多是用戶上傳，質(zhì)量難以保證

數(shù)據(jù)問題在人工智能與任何行業(yè)或技術(shù)結(jié)合的時(shí)候都會(huì)出現(xiàn)，但是動(dòng)物保護(hù)的數(shù)據(jù)問題，針對不同的物種，會(huì)出現(xiàn)截然不同的結(jié)果。要么太多，要么太少，少有剛剛好。實(shí)際上我們都知道在機(jī)器學(xué)習(xí)中，數(shù)據(jù)并不是越多越好，機(jī)器學(xué)習(xí)會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)過擬合的情況。正確的說法是有用的數(shù)據(jù)越多越好，以一種采集鳥類的聲音的研究為例，數(shù)據(jù)多而雜，一般都是2000多小時(shí)以上的數(shù)據(jù)，其中包括其它鳥類的聲音，風(fēng)聲雨聲落葉聲等等，一般難以實(shí)現(xiàn)鳥聲分離。

而在對魚類進(jìn)行追蹤學(xué)習(xí)的時(shí)候，常常會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)不夠的窘境，因?yàn)閿?shù)據(jù)包括海岸線寬度，水的酸堿度，水溫等不易獲取的數(shù)據(jù)。由于對動(dòng)物的田野調(diào)查非常耗費(fèi)時(shí)間，因此很多研究均鼓勵(lì)用戶或是志愿者上傳數(shù)據(jù)。這雖然提高了數(shù)據(jù)搜集效率，但也導(dǎo)致數(shù)據(jù)質(zhì)量良莠不齊。

機(jī)器學(xué)習(xí)一直存在所謂的“黑箱”，一些不良的數(shù)據(jù)將會(huì)使機(jī)器向哪方面發(fā)展呢？

2.AI是一門技術(shù)，盜獵者也能研究

喜劇電影為了戲劇性，常常塑造出蠢賊的形象。現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)然也有，但我們應(yīng)該知道，偷獵者很多不僅不蠢反倒極其靈活，他們心狠手辣經(jīng)驗(yàn)豐富。還有一些人，僅僅是以打獵為樂，他們有錢有閑，純粹是圖爺高興。這批人并沒有我們想象得那么好對付。

我們對AI保護(hù)動(dòng)物的研究一方面是對其本身的追蹤保護(hù)，另一種是與偷獵者搏斗，而這通常是建立在偷獵者依然不借助高科技手段的基礎(chǔ)上，可能一些蠢賊和蠢人容易被甄別。但我們別忘了，AI是一門技術(shù)，當(dāng)我們在研究AI保護(hù)動(dòng)物的時(shí)候，偷獵者同樣在研究AI傷害動(dòng)物。

偷獵者不僅有點(diǎn)聰明還有點(diǎn)張狂，他們也成立論壇交流偷獵心得，根據(jù)不同的方式分為若干個(gè)子欄目，尤其是交流區(qū)更將捕殺野生動(dòng)物的過程進(jìn)行了記錄，還附帶照片。我們怎么能保證具有這種偷獵癖好的沒有機(jī)器學(xué)習(xí)專家，未來的偷獵與反偷獵，很可能上升到人工智能與人工智能的對決。

在使用AI保護(hù)動(dòng)物上，如果我們不建立切實(shí)可行的技術(shù)壁壘，很難說，偷獵者的野路子AI，會(huì)不會(huì)反而加速了動(dòng)物滅絕。

結(jié)論

野生動(dòng)物的保護(hù)，除了利用技術(shù)讓他們適應(yīng)得更好。還可以建立一個(gè)生態(tài)圈，實(shí)現(xiàn)完整的生態(tài)鏈。利用大數(shù)據(jù)去分析，需要什么動(dòng)物，什么植物，什么環(huán)境等等等，微軟就曾試圖這樣保護(hù)海洋生物，畢竟在相對密閉，相對可控的空間里，AI更能大展拳腳。同時(shí)，還可以通過對珍稀動(dòng)物基因分析，克隆甚至3D打印出新的個(gè)體等。

保護(hù)動(dòng)物吧！畢竟，搞不好哪一天人工智能造反了，動(dòng)物還能念舊情成為我們唯一的同盟軍。