科技「墾荒」，AI護虎

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舉報 2020-09-16

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【深幾度·關(guān)心技術(shù)文化與人】撰稿｜王琨珸編輯｜吳俊宇 「摘要：科技從來不是為了擴大世界的差距，而是要竭盡所能包容彼此的差異，最終促進終極的公平，讓人們平等享受技術(shù)帶來的便利。科技促進社會發(fā)展，解決社會問題，似乎已成為潮水的方向。」
現(xiàn)代文明日新月異，上至太空宇宙，下至浩海深淵，人類“轄區(qū)”越來越大，開拓者姿態(tài)愈加明顯。《自然》雜志近日報道，權(quán)威科研小組“人類世工作組”投票決定，認可地球已進入新的地質(zhì)時代——人類世（Anthropocene）。這個詞的詞根“humano”是“human”的意思，詞根“-cene”是地質(zhì)時代“epoch”的標準后綴。“人類世”被認為是全新世之后或之內(nèi)的一個新時期，即當前時代，始于大約10000年前（約公元前8000年），最后一個冰川期結(jié)束。與地球46億年的歷史相比，人類只有“短短300萬年”的歷史，彷佛“一瞬間”。就在這“一瞬間”，人類已將自己的印記深深“烙”在了這顆藍色星球上。
人類生活空間不斷“膨脹”的同時，其他物種的生態(tài)圈卻在不斷縮小。據(jù)2019年《生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)全球評估報告》，目前約有100萬種動植物瀕臨滅絕，許多物種在未來幾十年內(nèi)就會滅絕。世界自然基金會（WWF）也曾發(fā)布《地球生命力報告2018》，報告中用鮮明的數(shù)字直接指出：全球野生動物種群數(shù)量在短短40多年內(nèi)消亡了60%。捕食、環(huán)境污染等人類活動造成的棲息地喪失、退化，物種遭受侵害，以及對自然的過度開發(fā)等問題導致大批動植物成為瀕危物種，甚至滅絕。生物多樣性保護的確是一個老生常談的重要話題，但果效甚微。一方面人類的破壞行為屢禁不止，另一方面，自然環(huán)境惡劣，恢復拯救之路年久漫長。瀕危動物一旦滅絕，再無創(chuàng)造的可能。當下，科技的突飛猛進能否給這一命題注入變量、帶來破局？9月16日，在IUCN、新華網(wǎng)與華為聯(lián)合舉辦的“讓科技與自然共生”的在線論壇上，國家林業(yè)和草原局東北虎豹監(jiān)測與研究中心副主任馮利民教授，講述了中國用現(xiàn)代科技保護珍稀瀕危物種東北虎的故事。這些經(jīng)驗，為科技保護野生動物，達成人類與自然的和諧共生提供了思路和范本。
01瀕危困境
為什么要保護野生動物？這已成為一堂人類的必修課。地球的生態(tài)系統(tǒng)是一個非常復雜的生物鏈，沒有一種生物沒有天敵，它們相生互克，構(gòu)成了完美穩(wěn)定的生態(tài)生態(tài)。大型食肉動物處于生態(tài)系統(tǒng)的頂端，它的健康與否、它的種群生存與否意味著生態(tài)系統(tǒng)的健康與完整。馮利民教授提到，大型食肉動物的消失，不僅僅是這些珍稀瀕危物種的消失，同時與食草動物、其它食物鏈有著千絲萬縷的聯(lián)系，與生態(tài)系統(tǒng)的過程及功能，具有重要的聯(lián)系，一旦這些猛獸消失之后，整個生態(tài)系統(tǒng)將會產(chǎn)生不可逆的影響。
全世界范圍內(nèi)，包括政府、組織、個人，都開始意識到這個嚴峻的問題，紛紛想辦法來拯救瀕危物種，拯救我們的生態(tài)系統(tǒng)。這當中，對野生虎的保護尤為重要。有著“叢林之王”稱譽的老虎，是絕對的森林霸主，森林里只要有老虎存在，就會常常捕食野豬、野鹿、野羊等食草動物。如果森林里沒有了老虎，那么這些食草動物將會沒有天敵，然后大量繁殖，數(shù)量迅速增長，隨之而來的是森林中的植物被其大量啃食，森林里以這些植物為食的其他動物，或依靠這些植物生存的其他植物就會受到威脅破壞。此外，老虎在亞洲地區(qū)的文化和社會中具有極大的影響力，“武松打虎”、“虎頭虎腦”這樣的故事和詞匯廣為流傳。老虎在中國的傳統(tǒng)文化、中國的社會中非常重要。本世紀初的時候，東北虎野生種群被認為只有500只左右，而它的兄弟東北豹數(shù)量卻只有25-30只左右，距離滅絕僅一步之遙。目前，我國正建立以國家公園為主體的自然保護地體系，開展國家公園體制試點，東北虎豹國家公園就是首批國家公園體制試點區(qū)域之一。東北虎豹國家公園的建立，是要保護珍稀瀕危物種東北虎為代表的東北溫帶針闊混交林生態(tài)系統(tǒng)。過去十年，馮利民教授的研究團隊踏遍了東北林海，追尋中國最后的野生虎豹種群。
經(jīng)過十余年調(diào)查，2015年，北京師范大學和俄羅斯豹地國家公園的科學家聯(lián)合開展的東北虎豹監(jiān)測研究發(fā)現(xiàn)：中俄邊境區(qū)域內(nèi)生活著至少38只東北虎和 84只東北豹。在中國境內(nèi)，在吉林琿春及其周邊區(qū)域發(fā)現(xiàn)了至少27只東北虎和42只東北豹生存。這為中國恢復東北虎豹種群燃起了希望。保護政策、保護意識都到位了，接下來如何實施保護？技術(shù)實現(xiàn)手段也異常重要。東北虎豹國家公園有著1.46萬平方公里，可謂世界上最大的自然保護區(qū)域。這樣大的區(qū)域，以往都是“通訊靠好，交通靠走，防寒靠抖”，技術(shù)沒跟上，人也有心無力。時代的進步，也體現(xiàn)著科技能否為社會創(chuàng)造更多的價值，科技讓物種和生態(tài)保護不再成為空談。
02叢林架起科技“燈塔”
東北虎豹國家公園自打造“天地空一體化監(jiān)測系統(tǒng)”后，好消息不斷。2020年5月生物多樣性日前夕，兩度拍到罕見的“神獸”白狍，天橋嶺林區(qū)再度發(fā)現(xiàn)野生東北虎活動蹤跡……這套系統(tǒng)是由華為聯(lián)合合作伙伴打造，綜合運用了ICT技術(shù)、人工智能、云計算、云存儲、大數(shù)據(jù)分析等一系列科技技術(shù)。可獲得東北虎豹國家公園內(nèi)水文、土壤、氣象、生物多樣性乃至人類活動的實時信息，同時運用人工智能等技術(shù)，對這些實時獲得的海量數(shù)據(jù)進行快速分析，為實際管理提供精準而有效的管理信息。
這一套系統(tǒng)之于自然保護的意義到底幾何？可以回顧一下過去。
過去在野外，尤其是在森林中野生動物的監(jiān)測，往往都需要依靠紅外相機。傳統(tǒng)紅外相機沒能突破的技術(shù)局限，影像數(shù)據(jù)必須手動收集，處理及分辨耗時費力，重要數(shù)據(jù)難以及時捕獲，盜獵無法及時監(jiān)控，動態(tài)與模糊影像無法分辨還原等。數(shù)據(jù)收集后的處理對工作人員來說也是一項龐大工程。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(xiàn)誤差。研究人員依靠雙腳翻山越嶺，最終到手的數(shù)據(jù)卻只能是半年甚至更久之前的影像，這讓保護工作也存在了“時差”。如今“天地空一體化監(jiān)測系統(tǒng)”在有線無線融合網(wǎng)絡(luò)、實時傳輸數(shù)據(jù)采集、多功能實時巡護終端等方面發(fā)揮著了作用，大大提升了自然保護的效率，同時減輕了工作人員的工作強度，保障了人員進山林的“生命“訊號。
這里不再是荒蕪、與世隔絕之地，叢林中架起了科技的“燈塔”，照亮著東北虎豹的保護之路。第一，通訊網(wǎng)絡(luò)搭建，不再與世隔絕。利用森林內(nèi)原有的防火瞭望塔，因地制宜打造有線無線融合、寬窄帶一體的通信網(wǎng)絡(luò)。有線無線融合的通信承載網(wǎng)絡(luò)，是起到關(guān)鍵作用的系統(tǒng)底層。第二，實時監(jiān)測及信息回傳。不僅可以完成紅外野保相機圖像和高清視頻的實時回傳，土壤、水質(zhì)、空氣等傳感器的生態(tài)因子采集回傳，還可以實現(xiàn)森林防火和道路卡口監(jiān)測影像的實時傳送。以及實時查詢護林員巡護軌跡，實現(xiàn)護林員視頻或語音實時對講等。第三，海量數(shù)據(jù)快速處理、分析。數(shù)據(jù)收集后的處理對工作人員來說是一項非常龐大的工程。如果運用人力的話，需要通過數(shù)月乃至一年的時間來處理。現(xiàn)在運用人工智能等技術(shù)，可對這些實時獲得的海量數(shù)據(jù)進行快速分析，了解每只東北虎的身份編號、運動軌跡。第四，多功能的實時巡護終端。巡護員拿上這些智能終端進入森林的時候，不再害怕迷路，指揮中心能夠從管理系統(tǒng)中實時了解護林員的運動軌跡。指揮中心的各種指令能夠及時的傳達到每個巡護員的手持終端中而巡護員在森林里面發(fā)現(xiàn)的任何信息，都可以通過視頻、語音、信息等，毫無間隙的傳回指揮中心。對于過去和現(xiàn)在的對比，不需要再靠人力去獲得數(shù)據(jù)，千里之外的各種數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)實時回傳，人工智能還能幫助識別動物種類，大數(shù)據(jù)分析種群和棲息地現(xiàn)狀。這對研究方法來說是巨大改變。科技保護野生動物、自然環(huán)境，這已不再是個例，科技所提升的效率、達到的效果，產(chǎn)生無可估量的價值。
03無法估量的“價值”
過去200多年，人類已經(jīng)發(fā)生了三次工業(yè)革命。蒸汽機作為動力機被廣泛使用成為第一次工業(yè)革命的標志，第二次工業(yè)革命帶來電氣技術(shù)，第三次工業(yè)革命帶來了信息技術(shù)。當下，ICT技術(shù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展爆發(fā)，或?qū)槿祟愰_啟第四次工業(yè)革命。這一輪科技革命，還將始終帶著服務(wù)社會、自然與人和諧共生的底色。人類的創(chuàng)新源于自然，更應(yīng)饋于萬物，讓科技生生不息的力量在地球生態(tài)家園的保護與共建中得以展現(xiàn)。科技自是“硬”科技，卻是為了人類變更好的“軟”情懷。2019年，華為發(fā)起了“TECH4ALL數(shù)字包容行動計劃”，涵蓋四個領(lǐng)域，攜手許多國際NGO組織，共同應(yīng)對教育、環(huán)境保護、健康福祉、均衡發(fā)展等全球性問題，旨在不讓任何一個人在數(shù)字世界中掉隊。正如“讓科技與自然共生”的在線論壇主題：“讓科技與自然共生”。在環(huán)保領(lǐng)域，TECH4ALL的理念是：科技，不是自然的對手，而是和自然共生的一部分。科技不但可以減輕人類活動對自然環(huán)境的影響，也將開創(chuàng)更多環(huán)境保護的可能性。這是一群堅持TECH4ALL信念的技術(shù)人的情懷，他們致力于用科技幫助人類更好地理解和守護自然，讓自然受益于科技。科技從來不是為了擴大世界的差距，而是要竭盡所能包容彼此的差異，最終促進終極的公平，讓人們平等享受技術(shù)帶來的便利。科技促進社會發(fā)展，解決社會問題，似乎已成為潮水的方向。
技術(shù)正擴展著人類想象力的邊界，重新打造組織和變革社會的有效方式。也正因科技發(fā)展的終極目標，才有了無數(shù)人愿意孜孜不倦地追求技術(shù)的信仰。正如去展開保護東北虎工作的華為工程師樸素愿望：“無線基站建設(shè)完之后，對于科學家和護林員來說，會最大程度地減少他們進山的次數(shù)，讓他們不會那么辛苦。”這，或構(gòu)成了科技為我們帶來的無可估量的“價值”。