智能“熊臉”識別成都大熊貓繁育研究基地

AI 的“風”已經(jīng)吹進了成都大熊貓繁育研究基地。有“可可豆”

想了解基地的野生動物智能監(jiān)測體系嗎？在飛行棋游戲中最快到達終點便能獲得“優(yōu)先知曉權(quán)”。

快叫上小伙伴來對戰(zhàn)吧！

游戲規(guī)則

1. 游戲人數(shù)建議2 ～ 4 人，最佳人數(shù)為3 人。每人選一個小物件作為棋子，比如橡皮擦、積木等。

2. 從起點出發(fā)時，玩家通過剪刀石頭布決定整輪游戲中擲骰子的先后順序。

3. 骰子點數(shù)代表玩家前進的步數(shù)。

4. 走到有提問環(huán)節(jié)的格子時，須回答問題，并根據(jù)提示前進或后退。

5. 走到有文字的格子時，根據(jù)文字提示進行游戲。

原始森林里的“眼睛”

大熊貓國家公園人跡罕至，大熊貓行蹤不定，這里沒有電，也沒有通信信號，因此科研人員通常需要借助紅外相機實現(xiàn)對野生動物的監(jiān)測。

紅外相機配備了紅外感應器，可以監(jiān)測到目標物體產(chǎn)生的熱輻射。當動物在相機的監(jiān)測范圍內(nèi)移動時，紅外感應器會觸發(fā)相機快門拍攝照片或錄制視頻。

在大熊貓國家公園，紅外相機一般安裝在海拔1 800～4 500米的原始森林里，這樣的條件對傳統(tǒng)紅外相機是嚴峻的考驗。

一旦密封不嚴實就容易進水。

風吹草動易觸發(fā)誤拍，無效影像很快占滿內(nèi)存。

需要巡護員定期進行數(shù)據(jù)回收、電池更換等維護。維護相機后往往要每隔三個月甚至半年才能再次獲取有效的野生動物活動影像。

電池更換頻繁，巡護員通常要背負多塊電池上山。為了更好地監(jiān)測野生動物，成都大熊貓繁育研究基地研發(fā)了新一代的無線傳輸紅外相機——無線自組網(wǎng)紅外相機（即智能紅外相機）。

鋰電池結(jié)合太陽能補充供電，幫助它實現(xiàn)超長續(xù)航，兩年內(nèi)都不用更換電池。

通過優(yōu)化數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)和電源管理系統(tǒng)，降低運行負荷，壽命遠超傳統(tǒng)紅外相機。

24 小時不間斷地對野生動物進行監(jiān)測、記錄和實時傳輸。

不需要頻繁地更換電池和儲存卡，能較大程度地減少人類對野生動物棲息環(huán)境的干擾。

通過人工智能圖像識別技術，野生動物能直接在智能紅外相機前“刷臉”，當動物在鏡頭前出現(xiàn)時，相機會自動監(jiān)測并拍攝。

智能紅外相機將數(shù)據(jù)以短波形式傳輸至基站，再經(jīng)各個基站傳輸?shù)狡瑓^(qū)接收站，片區(qū)接收站通過互聯(lián)網(wǎng)將其傳回總服務器。

目前，成都大熊貓繁育研究基地已經(jīng)在大熊貓國家公園安裝139 臺智能紅外相機，平均每天傳送1 800 張圖片和215 條視頻。每天清晨，科研人員打開手機就能看到原始森林里野生動物們的“直播”啦！

識別大熊貓不再“臉盲”

智能紅外相機捕捉到的大熊貓影像還可以用于“熊臉”識別技術的數(shù)據(jù)庫建設，幫助大家識別不同的大熊貓。“熊臉”識別技術究竟是怎么區(qū)分“此熊”和“彼熊”的呢？

抓取有效信息：采集大熊貓臉部圖像。

標注大熊貓臉部識別的關鍵部位：耳朵、眼睛、鼻子、嘴巴，以進行后期識別。

大熊貓圖像數(shù)據(jù)庫可供模型學習不同大熊貓個體之間的差異，因此需要有盡可能多的個體數(shù)量和形態(tài)。目前大熊貓圖像數(shù)據(jù)庫包含218 只大熊貓的6 441 張圖像，包括大熊貓吃竹子、行走和躺臥等各類日常活動的圖像。

基于龐大的圖像數(shù)據(jù)庫和精密的模型，算法就可進行識別并輸出結(jié)果。

為野化放歸護航在“熊臉”識別技術出現(xiàn)以前，傳統(tǒng)的大熊貓識別方法主要有以下幾種。

通常用于圈養(yǎng)大熊貓

基于經(jīng)驗的人工視覺識別，完全靠人的眼力。當大熊貓數(shù)量很多的時候，錯誤率就比較高。

基于經(jīng)驗的人工視覺識別，完全靠人的眼力。當大熊貓數(shù)量很多的時候，錯誤率就比較高。

圈養(yǎng)大熊貓、野生大熊貓均可用

分子生物學法，通過提取大熊貓糞便中的DNA（脫氧核糖核酸）來識別大熊貓個體，要求糞便新鮮，會消耗較大人力和物力。

通常用于野生大熊貓

距離咬節(jié)法，通過批量測量大熊貓糞便點之間的距離來區(qū)分大熊貓個體，具有一定的局限性。

通常用于野生大熊貓

衛(wèi)星定位項圈跟蹤法，項圈使用壽命短，一般大熊貓佩戴一年半后就會自動脫落。

成都大熊貓繁育研究基地研發(fā)的“熊臉”識別技術，在218只大熊貓個體中的識別準確率達到了96.27%。“熊臉”識別技術和野外布控的智能紅外相機“搭檔”，對野生動物的監(jiān)測和保護更加全面，對大熊貓的野化訓練和放歸自然也具有重要意義。

根據(jù)全國第四次大熊貓調(diào)查數(shù)據(jù)，全國僅有野生大熊貓1864只。通過圈養(yǎng)大熊貓的野化訓練和放歸，可大大降低大熊貓小種群滅絕的風險。

我國于2003年啟動圈養(yǎng)大熊貓野化訓練和放歸自然研究。

嚴格篩選放歸個體，并對其進行不少于3年的野化訓練，包括生存本領、社會行為和繁殖行為等方面。

放歸地點通常選擇無人工干擾，有充足食物和水源的大熊貓小種群棲息地。

在放歸之前須為大熊貓注射疫苗。

放歸之后，繼續(xù)監(jiān)測大熊貓在野外的生存狀況。