科技与地球的再一次握手

英特尔与世界自然基金会合作用人工智能保护东北虎纪实

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东北虎不容乐观的现状

我们对于东北虎的印象更多来自于动物园,但对这个物种的了解可谓知之甚少,更别说这东北虎的现实生活状态了。事实上,东北虎也被称为西伯利亚虎,是中国和俄罗斯共同拥有的物种,也是世界上最大的猫科动物。但是受人类活动的增 加、森林砍伐、栖息地退化等多种因素的影响,野生东北虎种群及其栖息地在不断萎缩。根据近五年来,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:中国境内2013~2017年,累计监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。

我们不妨解读一下这个数字,这相当于在2013~2017年的长达5年中,人类监测到的老虎数量仅有47只,而且还包含2017年一年就监测到的24只。仅从数量上来看,中国东北虎甚至比大熊猫更为稀少,其中甚至还有不少跨境的种群,对于一向崇尚虎文化,甚至将其列为十二生肖之一的中国

于普通人而言,很少有人知道7月29日有何特殊之处,但对于和我们同处于地球上的另一个物种而言,这个日子意味着它们生存下去的希望。2010年1月,在泰国召开的老虎保护亚洲部长级会议提出,将每年的7月29日设为“全球老虎日”。同年11月,在俄罗斯圣彼得堡,13个全球野生虎分布国的政府首脑和代表联合发表《全球野生虎分布国首脑宣言》,将每年的7月29日定为“全球老虎日”。

而言,不得不说是一个尴尬的局面。不过我们也可喜地看到,2017年观测数量的大为增长,正是建立在近几年来,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、特别是吉林省十多年来的全面禁猎等多种措施的实施和推进,野生东北虎种群及其栖息地逐步改善的基础上。随着习近平主席提出““绿水青山就是金山银山”,中国更加重视环境保护,这为中国野生东北虎种群恢复和保护提供了重要机遇。

蓝色巨人的行动

2018年的7月29日,这一次的老虎日我们应邀来到东北虎的故乡—吉林省,亲眼见证一次人类对挽救另一种自然生态种群做出的努力,其时,领衔的便是全球知名的科技公司—蓝色巨人英特尔。

在我们印象中,这位主导了整个PC产业的科技巨头近年来有着太多的“不务正业”,成为奥运全球合作伙伴、与中国文物保护基金会合作保护长城、倡导各种公益活动……包含5G、A I、VR等众多英特尔的领先技术被首次应用在这些领域上。英特尔这次将目光投诸东北虎保护上,便选在2018年的“全球老虎日”,与世界自然基金会(WWF)在吉林省长春公园举行合作签约仪式,共同宣布将运用英特尔人工智能技术实施东北虎保护项目,以更先进的创新科技保护这一世界濒危野生动物。

在这次签约仪式上,英特尔公司全球品牌营 销副总裁Alyson Griffin女士、wwf中国公益合作部负责人王辛女士出席签约仪式,国家濒危动物管理办公室常务副主任孟宪林先生、东北虎豹国家公园管理局副局长张陕宁先生、WWF森林项目全球负责人Alistair Monument先生、wwf中国东北项目总监刘培琦先生、WWF公益合作部经理侯嫣琳女士作为重要嘉宾出席见证了这一里程碑式的合作时刻。双方将合作运用英特尔人工智能技术,探索前端和后端结合的整体东北虎监测保护方案。

东北虎保护上将应用哪些先进技术

我们看到,整个方案分为前端和后端,两者均采用了英特尔的先进技术,基于英特尔Movidius的视觉处理设备将对东北虎进行更加精准的监测和数据采集。熟悉科技行业的人们应该能够轻松记起Movidius这个名字,这个由英特尔收购的计算机视觉创新公司,在英特尔旗下先后推出了Movidius 发布神经网络处理U盘(神经棒)和 Movidius Myriad X 视觉处理单元(VPU),而后者更是一种低功耗片上系统(SOC),可用于无人机、智能相机、VR/AR 头盔等设备的深度学习及其他人工智能视觉应用加速。对于东北虎的监测需求而言,这种基于视觉识别的人工智能技术可以大幅度提升红外摄像机的判断准确率。

后端则是以英特尔至强可扩展处理器强大的运算能力为基础、英特尔固态硬盘作为高效率 的存储介质,同时结合Openmp/ MPI并行优化技术,MKL-DNN(面向深度神经网络的英特尔数学核心函数库),以及面向英特尔架构优化的Tensorflow等技术和工具,通过数据分析识别来自数百个摄像头的图像,追踪野生老虎历史运动轨迹,实现全方位的东北虎监测与保护。

在与WWF中国东北项目总监刘培琦先生交谈中,他提及对于他和他和同事们很多的工作便是花在红外摄像机的数据采集和电池更换上,以往对于拍摄的控制仅能由感光元件的灵敏度来控制,很多时间一阵风带来的树技摇晃也有可能启动红外摄像,这样的误判使得大量数据均是无效的,工作人员需要花很多时间来比如视频数据。不仅如此,这同时也带来相机的其他消耗,比如电池,很多时候1~2个月便需要更换电池,大大增加了工作量。

“目前,印度等东南亚国家应用了一种半自动化的视频监测系统,但判别准确率也仅能达到60%,虽然英特尔提供的这套系统还在实施中,还没统计详细的数据,但我相信它将拥有比前者高得多的个体识别率,也大大提升我们团队的工作效率。”刘培琦先生介绍道。

我们为什么要保护老虎?

这个问题是刘培琦先生主动向我们问起的—人类对于其他物种的保护,最基本的出发点还是在于保护自己,试想如果地球上仅有人类生存,那是多么的孤独。保护濒危动物,保护生物

多样性,不仅是为了维护地球完整的生态体系,同样也是给予人类自己一个获得生存的理由。

但是一直以来,公益项目因不会产生效益,而被创新与技术所忽略,很多在消费领域已经得到普及的技术,却因人力财力所限,很少能够在公益项目中得到应用。即使我们已经进入了21世纪,但依然不得不面对这一尴尬的局面—公益在大多时候依旧被人们选择性遗忘。

但在英特尔看来,作为一家数据公司,自己有义务去从事环境保护等更多的公益事业,英特尔也为此成立了“用技术造福社会”(Tech for Good)系列项目,用全球领先的科技来帮助科研保护人员去解决以往面临的重大挑战和困难。站在英特尔的角度,我们或许能够了解这家伟大科技公司的一些思路:投身公益或许不会为英特尔带来直接的效益,但这些善举却能为企业经营带来极佳的名声;除此之外,英特尔领先的科技也能在更多领域落地,为其与合作伙伴带来更多的机会。

“人工智能只有不断实现应用突破,持续解决人类发展和社会进步中的重大挑战,才能彰显其巨大价值。”英特尔公司全球品牌营销副总裁Alyson Griffin表示:“我们非常高兴与世界自然基金会携手,用不断创新的科技方法解决濒危野 生动物保护和种群恢复中极具挑战性的难题。让东北虎这一具有独特生态价值的珍贵自然遗产,借力智能科技改进生存与繁殖条件,长久地与人类和谐并存,这正是英特尔‘用人工智能解决大问题’的目标体现。”

以此次英特尔公司与世界自然基金会合作为例,借助英特尔的技术,保护者们可以突破传统主要依靠红外相机开展野外监测,影像数据手动收集、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局限。而将人工智能应用于濒危动物监测研究,尤其是东北虎监测与保护等领域,探索可持续发展模式又会进一步推动技术在实地应用上的成熟度,赢得社会效益的同时进一步获得市场的认同感。

如果将这一技术推而广之,英特尔在人工智能领域拥有领先技术,加上端到端的技术解决方案,除了应用于东北虎栖息地的物种识别和保护,未来还可运用在更多的野生动物保护之上,比如英特尔在全球范围内提供支持的北极熊和鲸鱼保护等项目上。

写到最后我们做得还远远不够

英特尔用回报社会的技术落地行动回答了它 为何要保护老虎,但是仅靠动物保护组织和一些企业的资助,很难东北虎的保护事业发展下去。在我印象中,一向独行的老虎有着强烈的领地意识,记忆中一只老虎就需要120平方公里的领地才能让它安心地生存下去,如今中国的东北虎依旧受到偷猎、生存和繁殖条件不佳、保护区被公路线、铁路线、国境线上的铁丝网割裂得支离破碎等状况,特别是对于WWF等保护组织而言,保护东北虎并一个单纯的保护行为,解决人类与老虎和谐并存才是根本的解决之道,所以WWF在保护过程中还参与了更多的社区共建活动。

先生便提到:“此次合作是一个激动人心的机会,将为释放科技的力量,助力野生动物与自然环境保护树立典范。更好地保护中国东北的森林栖息地,不仅有利于东北虎繁衍,更可以保护其他野生物种,吸收二氧化碳,涵养重要水源地,并惠及居住在林区及其周边社区的居民。”

所以我们希望,看到这篇文章的你,如果生活在东北虎保护区附近,应该理解与支持保护者们的工作,参与到英特尔与保护区共建的项目中去;如果你远离保护区,也请向身边的人宣传保护理念,就像英特尔公司做的一样,“投之木桃、报之琼瑶”—其理念也将获得更多人的认同。

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