而被盜獵者大量的非法捕殺。多種野生動物都處于瀕臨滅絕的局面,人工智能等技術,能夠在幫助保護野生動物上,發揮比較大的作用,讓我們能夠生存在一個更加完整的世界。
一群藏羚羊在荒原上飛馳,幾輛吉普車殺了過來,接著響起了急促的槍聲,奔逃的羊群在流彈中砰然倒地...
鏡頭一轉,數百架藏羚羊的骨架,被遺棄在荒涼的沙土地上。殘忍的盜獵者們已經剝走了珍貴的皮肉,揚長而去。
電影《可可西里》中的藏羚羊尸骸
這是電影《可可西里》里面的一個片段。這部根據真實事件改編的作品,講述了上世紀 80-90 年代,青海省可可西里的藏羚羊被瘋狂盜獵的故事。
在那段時期,因為遭遇了大量的非法捕殺,藏羚羊在幾年中從幾百萬只銳減到一萬多只,大有滅亡的趨勢。
在一些野生動物身上,有著價值很高的物品,比如羚羊絨毛、象牙、犀牛角等等。這些在人類社會極其貴重的物品,背后隱藏著巨大的利潤鏈條。
正因如此,犯罪分子們不惜鋌而走險,甚至不顧法律條款的管制,殘忍地捕殺這些野生動物。
保護野生動物,刻不容緩
野生動物的商業性利用,是造成它們被大量捕殺的原因,比如藏羚羊的羊絨,加工成的一條紗巾售價高達數千甚至上萬美元。
野生動物的交易分為合法貿易和非法貿易,前者是在法律條款允許的情況下進行的正常交易;后者則是明令禁止的走私行為。而盜獵活動正是非法貿易的源頭所在。
世界自然基金會在 2018 年的報道中指出,從 1970 年到 2014 年,野生動物的種群數量消亡了近 60%。物種消失速度的加劇,和人類的活動脫不開關系。
我國的現有物種分布統計
除了棲息地減少、環境污染等問題之外,惡劣的偷獵活動,是造成一些物種瀕危的主要原因。
所幸的是,隨著技術的發展,多種設備的介入,尤其是相關數據的大量產生,AI 等技術有了用武之地。通過 AI 算法、無人機等技術,發展而來的動物保護方案,正在從多個角度打擊盜獵行為的發生。
無人機和計算機視覺,為夜晚保駕護航
盜獵行為很大部分會發生在夜晚,趁著的夜色的掩護,動物被無情的射殺。可可西里中,有部分羊皮,是被荒漠化逼得沒有出路的牧民,以 5 元每張的價格在夜里被剝下。
為了能在深夜,保證野生動物的安全。一個叫 Air Shepherd 的組織,正在用集成了熱成像的無人機,以及人工智能系統,幫助保護區監管野生動物的動態。
他們工作的重點在于,從無人機得到的熱成像圖片中,利用圖像分類和物體檢測方法,準確地識別出動物運動圖像,同時檢測可能存在的的盜獵者們。
來自無人機的黑猩猩熱成像
他們使用的 SPOT 系統,由南加州大學社會人工智能中心的研究人員建造,先通過人工標記,以及無人機自動生成的標簽,區分出動物和人物。然后利用卷積神經網絡模型,讓系統學會識別圖片中的動物或者人類。
據報道,Air Shepherd 在南非取得了很大的成功,在一個每月有 19 只犀牛被殺的地區,該方案部署后的六個月內沒有再出現犀牛被獵殺。他們還計劃在其他地區進行更廣泛的部署。
聲學傳感器和機器學習建立的「報警熱線」
在偌大的自然保護區,巡護人員不可能面面俱到,在「可可西里」中,精明的巡山隊員們主要利用車轍、風向等因素,判斷盜獵分子的去向,進行追擊。
而現在,有多種方法能夠取代那些老式的經驗。提供全方位的定位和判斷。
一家叫 Conservation Metrics 的公司,就和微軟合作,利用 Microsoft AI開發了一套工具,從聲音的角度來分析和定位保護區內的動物們。
針對某一動物的音頻文件的可視化截圖
他們利用聲學傳感器,收集雨林中數據,再利用機器學習算法,過濾出某種動物的叫聲,判斷出動物的行為,然后能建立起有關動物活動的地圖。
這些信息除了揭示動物的行為,還能給保護者提供早期預警,如果傳感器接收到大象在危險的聲音,或偷獵者發出的噪音,如槍聲和人聲,就會及時的報警。
在其中一個項目中,研究人員從中非森林收集了大約 900,000 小時的錄音,其中包含數千小時的大象聲音。他們發現了聲音的功能,比如對大象來說,低頻隆隆聲使群體彼此接觸,而長長的,重疊的隆隆聲則是在進行問候。
對于這些大量的數據,要處理起來將耗費大量的時間,而使用 AI 算法來分析處理,高效而且準確。
在非洲,因為象牙能賣得高價,大象經常被大量的捕殺
他們目前最大的項目包括一個由 50 個傳感器組成的網絡,監測著 1,243 平方公里的森林,每 3-4 個月記錄的森林聲音,相當于 200 萬首歌曲。人工智能算法的幫助下,通過分析大量的音頻,他們已經成功的幫助打擊了數起盜獵事件。
智能算法和博弈論,在策略上更勝一籌
可可西里中,最后抓捕的失敗,在于巡護人員低估了盜獵者的殘忍,還在于抓捕方案出現了紕漏。最終兩個人被一群壞人包圍,巡山隊長也成了盜獵者槍下的冤魂。
為了能在策略上作出最優解,南加州大學人工智能中心,開發了一套抓捕系統「野生動物保護助手」Protection Assistant for Wildlife Security,簡稱 PAWS。
它是一款基于人工智能規劃和行為建模的研究系統,能協助巡邏人員進行路線規劃。PAWS 的本質是基于信息分析作出的最佳決策。
巡邏人員能夠通過 APP 查看動物的分布地圖及異常信息
PAWS 的核心算法集成了機器學習,游戲理論推理和路線規劃,用于預測偷獵者的行為。PAWS 從收集的犯罪數據中,學習偷獵者的行為模型。
基于偷獵者的行為模型,PAWS 以一組巡邏路線和采取每條路線的概率的形式計算隨機巡邏策略。然后,PAWS 會從策略中規劃出最優的巡邏路線。
通過使用決策樹集合的方式,他們證明了 PAWS 實驗和實踐測試中,都存在著優越性。
將保護區的基本信息,和先前巡邏、偷獵信息作為輸入,通過對模型的訓練
最后會預測出潛在偷獵位置,并給出最佳的路線方案
決策樹算法是一種「白盒」方法,使用者可以輕松查看學習模型(以邏輯規則的形式),并評估決策樹能夠對偷獵者的行為,是否能做出合理的推論,方便進行人為控制。
在 2018 年的野外測試中,PAWS 預測模型起到了很好的作用,保護員在一個月內沒收了超過 500 個捕獵陷阱。而沒使用 PAWS 時,平均每月只能發現 101 個捕獵陷阱!
保護野生動物,讓人類不成為一座孤島
如果這些方法能夠早誕生十幾年,也許可可西里的悲劇就不會發生。但十幾年過去了,盜獵行為依然存在,所以技術能帶來的,其實也很有限。
著名詩人約翰·鄧恩有一句著名的詩句:沒有人是一座孤島。它用來形容個人和整體的息息相關。
對于地球上的物種來說,沒有一個物種能夠獨立生存。某種野生動物一旦滅絕,會對整個的生態造成大的損傷,最終肯定會波及人類。
當然,近些年來,對野生動物的保護也越來越重視,比如那條廣為人知的公益廣告,「沒有買賣,就沒有殺害」。
野生動物被盜獵的背后,并不是一個簡單的道德問題。技術能夠幫助和解決的,是大幅度降低捕獵分子的可趁之機,讓動物們和人類都能存活的更久。
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原文標題:如果三十年前有這些AI技術,可可西里的悲劇不會發生
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