“全球老虎日”AI助力野生動物監測

　　在剛剛過去的2018“全球老虎日”，世界自然基金會（WWF）及其合作者公布的最新數據顯示，中國東北虎豹種群數量有一定的回升趨勢。

圖片來源：WWF

　　2010年，在俄羅斯圣彼得堡召開的“全球老虎峰會”上，來自全球13個虎分布國的政府首腦，聯合發布了《全球野生虎分布國首腦宣言》，將每年的7月29日確定為“全球老虎日”，并且制定了“2022年全球野生虎種群數量倍增計劃”，希望屆時能夠實現野生虎數量加倍的目標。如今，該計劃的時間表已經過去了大半。

　　在剛剛過去的2018“全球老虎日”，世界自然基金會（WWF）及其合作者公布的最新數據顯示，中國東北虎豹種群數量有一定的回升趨勢。并且，他們還與英特爾公司達成了合作，未來人工智能技術將被帶入中國東北的原始森林，為保護東北虎提供新的技術解決方案。

　　5年監測到47只個體

　　根據2016年印度召開的老虎峰會分析評估，全球野生虎數量達到了3890只，比2010年增加了21.6%，恢復趨勢明顯。

　　在中國東北，國有天然林全面商業性禁伐、退耕還林還草還濕、自然保護區網絡建立、擴大和完善、全面禁獵等多種措施的實施和推進，對野生東北虎種群及其棲息恢復也產生了直接的效果。

　　WWF從2006年開始在中國東北開展東北虎項目，2013年后對東北虎分布的整體區域進行了全面的紅外相機監測工作。目前為止，在近1萬平方公里的范圍內布設了1100～1200臺紅外相機。

　　根據五年來WWF和其他合作團隊利用遠紅外相機在黑龍江和吉林兩省東北虎種群的系統監測顯示，2013～2017年，在中國境內，累計監測到的東北虎不同個體數量接近47只，其中包括9個繁殖家族和16個幼崽。僅在2017年，全年紅外相機監測到的東北虎不同個體就達到了24只。

　　WWF東北虎項目經理長有德特別提到，在2014年和2017年，對東北虎的監測結果出現了兩個相對的高峰。“這是因為，這兩年里繁殖家族的數量比較多。而整個種群數量的高低，是與繁殖的家族數量息息相關的。”

　　從這些最新數據中可以看出，中國東北虎豹種群數量有一定的回升趨勢。不過，WWF也指出，東北虎是跨國界的物種，這些個體并不完全是在中國境內定居的，一部分虎豹是在中國和俄羅斯邊境來回穿梭的。

　　WWF中國東北項目辦公室主任劉培琦表示，要使東北虎在中國真正實現可自我持續的狀態，基本需要形成超過50只的能夠穩定繁殖的種群。

　　AI助力野生動物監測

　　不僅僅是了解和研究東北虎種群，事實上，在保護生物學領域，野外尤其是在森林中野生動物的監測，往往都需要依靠紅外相機。

　　但對監測團隊來說，傳統紅外相機存在始終沒能突破的技術局限，比如影像數據必須手動收集，處理及分辨耗時費力，重要數據難以及時捕獲，盜獵無法及時監控，動態與模糊影像無法分辨還原等。

　　長有德告訴《中國科學報》記者，目前紅外相機電池的單次使用時間大概在三個月左右，也就是說，工作人員每三個月就要給這1000多臺相機更換一次電池。而且，相機儲存卡的存儲能力同樣有限，如果隨意觸發，照片很快就會塞滿。

　　更重要的是，數據收集后的處理對工作人員來說是一項非常龐大的工程。物種的識別全靠人眼一張一張地“掃描”，如果要精確到是不是同一個體，還需要借助花紋提取比較軟件，而最終的判定仍然要依靠人自己，這就可能出現誤差。

　　一種解決方案，就是利用人工智能技術來采集和監控野生動物的數據。探索前端和后端結合的整體東北虎監測保護方案。

　　英特爾提出，他們可以通過安裝前端智能視覺處理設備來提高有效數據量，對東北虎進行更加精準的監測和數據采集，以及去除在監控過程當中的延遲等；通過大數據分析、人工智能算法等進一步對東北虎個體、生態鏈相關物種進行自動識別歸類，并且，還可以針對棲息地進行有效的數據訓練及分析，追蹤野生老虎歷史運動軌跡，找出不同東北虎個體之間的關系等，實現全方位的東北虎監測與保護。

　　保護東北虎并非人工智能技術落地到實用場景的單一案例。此前，全球范圍內英特爾還針對鯨魚和北極熊的監測與保護作出了相應的解決方案。

　　比如，利用人工智能和無人機相結合的技術，收集鯨魚的噴水、鼻涕以及呼氣的聲音和生物數據，研究人員通過把數據從無人機下載到運算機器上，從而精準識別并實時監測鯨魚的健康狀態；利用無人機和熱成像攝像機，通過跟蹤北極熊的行為，例如繁殖、喂養和遷徙習慣，從而幫助科學家了解氣候變化對北極的影響。

　　東北虎保護的挑戰

　　盡管近年來，中國野生東北虎種群恢復和保護迎來了難得的契機，但仍未達到完全樂觀的局面。

　　長有德提到，中國東北虎目前面臨的主要威脅，一方面是東北虎分布區人口量較大，受到道路、圍欄等影響，棲息地仍然呈現破碎化的狀態。

　　劉培琦也表示，個體間的隔離，導致基因無法交流，種群就難以維系。因此，找到廊道區域，把種群和棲息地有效連通也是WWF重點關注的工作。

　　另一方面，森林豬的養殖也會對野生東北虎產生負面影響。森林豬在沒有嚴格的管理措施的情況下，會傳播疾病，東北虎捕食以后，傳染病對其產生威脅。

　　不過，劉培琦認為，棲息地的恢復始終是東北虎保護的核心問題。“擺在我們面前的困難，首先是要對真正的老虎棲息地進行全面客觀的研究、調查、分析。那些棲息地在哪兒，現狀到底如何，質量究竟退化到什么程度，然后通過科學的手段對這些棲息地進行恢復。”

　　除此之外，不能忽視的是社區可持續發展的問題。“我們在保護老虎的同時，還要考慮老虎分布區域內人的生存問題。如果只是單純考慮老虎而不考慮人的福利，這樣的保護是不成立的。因此，如何平衡老虎保護和人類可持續發展需求之間的關系，如何解決這兩者的矛盾，是非常重要的議題。”劉培琦強調。

　　這就要求更多保護工作者，除了關注老虎生存和威脅現狀的監測和研究，還要從實際手段出發，研究當地社區的組成，他們賴以生存的生計，找到創新的、更為可持續的經濟發展模式。