“全球老虎日”AI助力野生动物监测

　　在刚刚过去的2018“全球老虎日”，世界自然基金会（WWF）及其合作者公布的最新数据显示，中国东北虎豹种群数量有一定的回升趋势。

图片来源：WWF

　　2010年，在俄罗斯圣彼得堡召开的“全球老虎峰会”上，来自全球13个虎分布国的政府首脑，联合发布了《全球野生虎分布国首脑宣言》，将每年的7月29日确定为“全球老虎日”，并且制定了“2022年全球野生虎种群数量倍增计划”，希望届时能够实现野生虎数量加倍的目标。如今，该计划的时间表已经过去了大半。

　　在刚刚过去的2018“全球老虎日”，世界自然基金会（WWF）及其合作者公布的最新数据显示，中国东北虎豹种群数量有一定的回升趋势。并且，他们还与英特尔公司达成了合作，未来人工智能技术将被带入中国东北的原始森林，为保护东北虎提供新的技术解决方案。

　　5年监测到47只个体

　　根据2016年印度召开的老虎峰会分析评估，全球野生虎数量达到了3890只，比2010年增加了21.6%，恢复趋势明显。

　　在中国东北，国有天然林全面商业性禁伐、退耕还林还草还湿、自然保护区网络建立、扩大和完善、全面禁猎等多种措施的实施和推进，对野生东北虎种群及其栖息恢复也产生了直接的效果。

　　WWF从2006年开始在中国东北开展东北虎项目，2013年后对东北虎分布的整体区域进行了全面的红外相机监测工作。目前为止，在近1万平方公里的范围内布设了1100～1200台红外相机。

　　根据五年来WWF和其他合作团队利用远红外相机在黑龙江和吉林两省东北虎种群的系统监测显示，2013～2017年，在中国境内，累计监测到的东北虎不同个体数量接近47只，其中包括9个繁殖家族和16个幼崽。仅在2017年，全年红外相机监测到的东北虎不同个体就达到了24只。

　　WWF东北虎项目经理长有德特别提到，在2014年和2017年，对东北虎的监测结果出现了两个相对的高峰。“这是因为，这两年里繁殖家族的数量比较多。而整个种群数量的高低，是与繁殖的家族数量息息相关的。”

　　从这些最新数据中可以看出，中国东北虎豹种群数量有一定的回升趋势。不过，WWF也指出，东北虎是跨国界的物种，这些个体并不完全是在中国境内定居的，一部分虎豹是在中国和俄罗斯边境来回穿梭的。

　　WWF中国东北项目办公室主任刘培琦表示，要使东北虎在中国真正实现可自我持续的状态，基本需要形成超过50只的能够稳定繁殖的种群。

　　AI助力野生动物监测

　　不仅仅是了解和研究东北虎种群，事实上，在保护生物学领域，野外尤其是在森林中野生动物的监测，往往都需要依靠红外相机。

　　但对监测团队来说，传统红外相机存在始终没能突破的技术局限，比如影像数据必须手动收集，处理及分辨耗时费力，重要数据难以及时捕获，盗猎无法及时监控，动态与模糊影像无法分辨还原等。

　　长有德告诉《中国科学报》记者，目前红外相机电池的单次使用时间大概在三个月左右，也就是说，工作人员每三个月就要给这1000多台相机更换一次电池。而且，相机储存卡的存储能力同样有限，如果随意触发，照片很快就会塞满。

　　更重要的是，数据收集后的处理对工作人员来说是一项非常庞大的工程。物种的识别全靠人眼一张一张地“扫描”，如果要精确到是不是同一个体，还需要借助花纹提取比较软件，而最终的判定仍然要依靠人自己，这就可能出现误差。

　　一种解决方案，就是利用人工智能技术来采集和监控野生动物的数据。探索前端和后端结合的整体东北虎监测保护方案。

　　英特尔提出，他们可以通过安装前端智能视觉处理设备来提高有效数据量，对东北虎进行更加精准的监测和数据采集，以及去除在监控过程当中的延迟等；通过大数据分析、人工智能算法等进一步对东北虎个体、生态链相关物种进行自动识别归类，并且，还可以针对栖息地进行有效的数据训练及分析，追踪野生老虎历史运动轨迹，找出不同东北虎个体之间的关系等，实现全方位的东北虎监测与保护。

　　保护东北虎并非人工智能技术落地到实用场景的单一案例。此前，全球范围内英特尔还针对鲸鱼和北极熊的监测与保护作出了相应的解决方案。

　　比如，利用人工智能和无人机相结合的技术，收集鲸鱼的喷水、鼻涕以及呼气的声音和生物数据，研究人员通过把数据从无人机下载到运算机器上，从而精准识别并实时监测鲸鱼的健康状态；利用无人机和热成像摄像机，通过跟踪北极熊的行为，例如繁殖、喂养和迁徙习惯，从而帮助科学家了解气候变化对北极的影响。

　　东北虎保护的挑战

　　尽管近年来，中国野生东北虎种群恢复和保护迎来了难得的契机，但仍未达到完全乐观的局面。

　　长有德提到，中国东北虎目前面临的主要威胁，一方面是东北虎分布区人口量较大，受到道路、围栏等影响，栖息地仍然呈现破碎化的状态。

　　刘培琦也表示，个体间的隔离，导致基因无法交流，种群就难以维系。因此，找到廊道区域，把种群和栖息地有效连通也是WWF重点关注的工作。

　　另一方面，森林猪的养殖也会对野生东北虎产生负面影响。森林猪在没有严格的管理措施的情况下，会传播疾病，东北虎捕食以后，传染病对其产生威胁。

　　不过，刘培琦认为，栖息地的恢复始终是东北虎保护的核心问题。“摆在我们面前的困难，首先是要对真正的老虎栖息地进行全面客观的研究、调查、分析。那些栖息地在哪儿，现状到底如何，质量究竟退化到什么程度，然后通过科学的手段对这些栖息地进行恢复。”

　　除此之外，不能忽视的是社区可持续发展的问题。“我们在保护老虎的同时，还要考虑老虎分布区域内人的生存问题。如果只是单纯考虑老虎而不考虑人的福利，这样的保护是不成立的。因此，如何平衡老虎保护和人类可持续发展需求之间的关系，如何解决这两者的矛盾，是非常重要的议题。”刘培琦强调。

　　这就要求更多保护工作者，除了关注老虎生存和威胁现状的监测和研究，还要从实际手段出发，研究当地社区的组成，他们赖以生存的生计，找到创新的、更为可持续的经济发展模式。