瑞士研發(fā)出“熊臉識(shí)別”AI模型 追蹤棕熊新工具。瑞士研發(fā)出一款能夠進(jìn)行“熊臉識(shí)別”的人工智能模型，可以在阿拉斯加荒野中追蹤棕熊的行蹤，為野生動(dòng)物研究和自然保護(hù)帶來(lái)全新工具。這項(xiàng)技術(shù)同樣適用于阿爾卑斯山區(qū)的鹿群追蹤。

在偏遠(yuǎn)的阿拉斯加荒野中生活了二十年的貝絲·羅森伯格是一位生物學(xué)家和生態(tài)學(xué)家，她長(zhǎng)期觀察棕熊，僅憑頭部和口鼻的形狀以及細(xì)小的傷疤或某些典型行為就能分辨出不同的熊。如今，她把這些經(jīng)驗(yàn)分享給一個(gè)由瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院研究人員開(kāi)發(fā)的人工智能系統(tǒng)。這套系統(tǒng)基于羅森伯格多年積累的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和她在六年間拍攝的數(shù)千張照片進(jìn)行訓(xùn)練，這些照片記錄了每年數(shù)百頭聚集到麥克尼爾河捕捉三文魚(yú)的棕熊。

研究大型掠食動(dòng)物對(duì)理解生態(tài)系統(tǒng)整體狀況及物種如何應(yīng)對(duì)氣候變化至關(guān)重要。但長(zhǎng)期以來(lái)，在偏遠(yuǎn)地區(qū)以非侵入式方式進(jìn)行研究一直是個(gè)挑戰(zhàn)，而人工智能在此方面可以發(fā)揮重要作用。通過(guò)鼻子和嘴識(shí)別棕熊，這個(gè)模型可以根據(jù)頭部形狀和側(cè)面輪廓等身體特征準(zhǔn)確地識(shí)別單只棕熊個(gè)體，并在時(shí)間和空間上追蹤其活動(dòng)軌跡。此外，該模型還能識(shí)別出從未見(jiàn)過(guò)的新熊，這是前所未有的成果。

然而，達(dá)到這一水平并不容易。與斑馬或豹子不同，棕熊沒(méi)有明顯的皮毛花紋，這對(duì)計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)尤其困難。棕熊的外貌一年中變化極大，冬眠前體重可能增加一百多公斤，夏冬之間還會(huì)完全換毛。為了訓(xùn)練人工智能系統(tǒng)，羅森伯格手動(dòng)篩選并整理了近一百多只棕熊的7.3萬(wàn)張照片，這些照片拍攝于不同天氣、時(shí)間段和角度。研究團(tuán)隊(duì)主要聚焦于熊的頭部，尋找那些隨時(shí)間變化相對(duì)穩(wěn)定的特征，如口鼻的形狀、眉弓結(jié)構(gòu)、耳朵的位置以及整體輪廓。

數(shù)據(jù)集的準(zhǔn)備工作耗費(fèi)了數(shù)年時(shí)間。羅森伯格在2018年聯(lián)系了洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院腦心智研究所的助理教授亞歷山大·馬蒂斯，提出合作的想法。整個(gè)新冠疫情期間他們幾乎都坐在電腦前編程。八年時(shí)間建立起來(lái)的數(shù)據(jù)集剛好足以讓模型學(xué)會(huì)識(shí)別單只個(gè)體熊，這也從一個(gè)側(cè)面說(shuō)明了人類(lèi)大腦的復(fù)雜性。

下一步，這套系統(tǒng)將進(jìn)行更大規(guī)模的測(cè)試，包括在其他地區(qū)以及模型此前從未接觸過(guò)的動(dòng)物。羅森伯格認(rèn)為，這一人工智能模型也有可能應(yīng)用于其他口鼻特征明顯的物種，比如狼和鹿。不過(guò)，將模型從一種環(huán)境遷移到另一種環(huán)境本身就是一個(gè)挑戰(zhàn)。盡管存在這些困難，圖亞依然認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)蘊(yùn)含巨大潛力。人工智能系統(tǒng)可以在極短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)分析數(shù)百萬(wàn)張圖片和視頻，幫助生物學(xué)家和野生動(dòng)物管理人員更好地理解生態(tài)系統(tǒng)如何運(yùn)作及如何發(fā)生變化，從而為自然保護(hù)政策提供更有依據(jù)的決策支持。這些發(fā)現(xiàn)還有助于改善人與野生動(dòng)物的共存方式。未來(lái)，這些模型還可能通過(guò)民間科學(xué)項(xiàng)目在更大范圍內(nèi)應(yīng)用，普通民眾可以將自己的觀察記錄上傳到像“iNaturalist”這樣的平臺(tái)上。