科技「垦荒」，AI护虎

原创赞收藏评论

举报 2020-09-16

扫描,分享朋友圈

【深几度·关心技术文化与人】撰稿｜王琨珸编辑｜吴俊宇 「摘要：科技从来不是为了扩大世界的差距，而是要竭尽所能包容彼此的差异，最终促进终极的公平，让人们平等享受技术带来的便利。科技促进社会发展，解决社会问题，似乎已成为潮水的方向。」
现代文明日新月异，上至太空宇宙，下至浩海深渊，人类“辖区”越来越大，开拓者姿态愈加明显。《自然》杂志近日报道，权威科研小组“人类世工作组”投票决定，认可地球已进入新的地质时代——人类世（Anthropocene）。这个词的词根“humano”是“human”的意思，词根“-cene”是地质时代“epoch”的标准后缀。“人类世”被认为是全新世之后或之内的一个新时期，即当前时代，始于大约10000年前（约公元前8000年），最后一个冰川期结束。与地球46亿年的历史相比，人类只有“短短300万年”的历史，彷佛“一瞬间”。就在这“一瞬间”，人类已将自己的印记深深“烙”在了这颗蓝色星球上。
人类生活空间不断“膨胀”的同时，其他物种的生态圈却在不断缩小。据2019年《生物多样性和生态系统服务全球评估报告》，目前约有100万种动植物濒临灭绝，许多物种在未来几十年内就会灭绝。世界自然基金会（WWF）也曾发布《地球生命力报告2018》，报告中用鲜明的数字直接指出：全球野生动物种群数量在短短40多年内消亡了60%。捕食、环境污染等人类活动造成的栖息地丧失、退化，物种遭受侵害，以及对自然的过度开发等问题导致大批动植物成为濒危物种，甚至灭绝。生物多样性保护的确是一个老生常谈的重要话题，但果效甚微。一方面人类的破坏行为屡禁不止，另一方面，自然环境恶劣，恢复拯救之路年久漫长。濒危动物一旦灭绝，再无创造的可能。当下，科技的突飞猛进能否给这一命题注入变量、带来破局？9月16日，在IUCN、新华网与华为联合举办的“让科技与自然共生”的在线论坛上，国家林业和草原局东北虎豹监测与研究中心副主任冯利民教授，讲述了中国用现代科技保护珍稀濒危物种东北虎的故事。这些经验，为科技保护野生动物，达成人类与自然的和谐共生提供了思路和范本。
01濒危困境
为什么要保护野生动物？这已成为一堂人类的必修课。地球的生态系统是一个非常复杂的生物链，没有一种生物没有天敌，它们相生互克，构成了完美稳定的生态生态。大型食肉动物处于生态系统的顶端，它的健康与否、它的种群生存与否意味着生态系统的健康与完整。冯利民教授提到，大型食肉动物的消失，不仅仅是这些珍稀濒危物种的消失，同时与食草动物、其它食物链有着千丝万缕的联系，与生态系统的过程及功能，具有重要的联系，一旦这些猛兽消失之后，整个生态系统将会产生不可逆的影响。
全世界范围内，包括政府、组织、个人，都开始意识到这个严峻的问题，纷纷想办法来拯救濒危物种，拯救我们的生态系统。这当中，对野生虎的保护尤为重要。有着“丛林之王”称誉的老虎，是绝对的森林霸主，森林里只要有老虎存在，就会常常捕食野猪、野鹿、野羊等食草动物。如果森林里没有了老虎，那么这些食草动物将会没有天敌，然后大量繁殖，数量迅速增长，随之而来的是森林中的植物被其大量啃食，森林里以这些植物为食的其他动物，或依靠这些植物生存的其他植物就会受到威胁破坏。此外，老虎在亚洲地区的文化和社会中具有极大的影响力，“武松打虎”、“虎头虎脑”这样的故事和词汇广为流传。老虎在中国的传统文化、中国的社会中非常重要。本世纪初的时候，东北虎野生种群被认为只有500只左右，而它的兄弟东北豹数量却只有25-30只左右，距离灭绝仅一步之遥。目前，我国正建立以国家公园为主体的自然保护地体系，开展国家公园体制试点，东北虎豹国家公园就是首批国家公园体制试点区域之一。东北虎豹国家公园的建立，是要保护珍稀濒危物种东北虎为代表的东北温带针阔混交林生态系统。过去十年，冯利民教授的研究团队踏遍了东北林海，追寻中国最后的野生虎豹种群。
经过十余年调查，2015年，北京师范大学和俄罗斯豹地国家公园的科学家联合开展的东北虎豹监测研究发现：中俄边境区域内生活着至少38只东北虎和 84只东北豹。在中国境内，在吉林珲春及其周边区域发现了至少27只东北虎和42只东北豹生存。这为中国恢复东北虎豹种群燃起了希望。保护政策、保护意识都到位了，接下来如何实施保护？技术实现手段也异常重要。东北虎豹国家公园有着1.46万平方公里，可谓世界上最大的自然保护区域。这样大的区域，以往都是“通讯靠好，交通靠走，防寒靠抖”，技术没跟上，人也有心无力。时代的进步，也体现着科技能否为社会创造更多的价值，科技让物种和生态保护不再成为空谈。
02丛林架起科技“灯塔”
东北虎豹国家公园自打造“天地空一体化监测系统”后，好消息不断。2020年5月生物多样性日前夕，两度拍到罕见的“神兽”白狍，天桥岭林区再度发现野生东北虎活动踪迹……这套系统是由华为联合合作伙伴打造，综合运用了ICT技术、人工智能、云计算、云存储、大数据分析等一系列科技技术。可获得东北虎豹国家公园内水文、土壤、气象、生物多样性乃至人类活动的实时信息，同时运用人工智能等技术，对这些实时获得的海量数据进行快速分析，为实际管理提供精准而有效的管理信息。
这一套系统之于自然保护的意义到底几何？可以回顾一下过去。
过去在野外，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。传统红外相机没能突破的技术局限，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。数据收集后的处理对工作人员来说也是一项庞大工程。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。研究人员依靠双脚翻山越岭，最终到手的数据却只能是半年甚至更久之前的影像，这让保护工作也存在了“时差”。如今“天地空一体化监测系统”在有线无线融合网络、实时传输数据采集、多功能实时巡护终端等方面发挥着了作用，大大提升了自然保护的效率，同时减轻了工作人员的工作强度，保障了人员进山林的“生命“讯号。
这里不再是荒芜、与世隔绝之地，丛林中架起了科技的“灯塔”，照亮着东北虎豹的保护之路。第一，通讯网络搭建，不再与世隔绝。利用森林内原有的防火瞭望塔，因地制宜打造有线无线融合、宽窄带一体的通信网络。有线无线融合的通信承载网络，是起到关键作用的系统底层。第二，实时监测及信息回传。不仅可以完成红外野保相机图像和高清视频的实时回传，土壤、水质、空气等传感器的生态因子采集回传，还可以实现森林防火和道路卡口监测影像的实时传送。以及实时查询护林员巡护轨迹，实现护林员视频或语音实时对讲等。第三，海量数据快速处理、分析。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。如果运用人力的话，需要通过数月乃至一年的时间来处理。现在运用人工智能等技术，可对这些实时获得的海量数据进行快速分析，了解每只东北虎的身份编号、运动轨迹。第四，多功能的实时巡护终端。巡护员拿上这些智能终端进入森林的时候，不再害怕迷路，指挥中心能够从管理系统中实时了解护林员的运动轨迹。指挥中心的各种指令能够及时的传达到每个巡护员的手持终端中而巡护员在森林里面发现的任何信息，都可以通过视频、语音、信息等，毫无间隙的传回指挥中心。对于过去和现在的对比，不需要再靠人力去获得数据，千里之外的各种数据可以通过网络实时回传，人工智能还能帮助识别动物种类，大数据分析种群和栖息地现状。这对研究方法来说是巨大改变。科技保护野生动物、自然环境，这已不再是个例，科技所提升的效率、达到的效果，产生无可估量的价值。
03无法估量的“价值”
过去200多年，人类已经发生了三次工业革命。蒸汽机作为动力机被广泛使用成为第一次工业革命的标志，第二次工业革命带来电气技术，第三次工业革命带来了信息技术。当下，ICT技术、人工智能等技术的发展爆发，或将为人类开启第四次工业革命。这一轮科技革命，还将始终带着服务社会、自然与人和谐共生的底色。人类的创新源于自然，更应馈于万物，让科技生生不息的力量在地球生态家园的保护与共建中得以展现。科技自是“硬”科技，却是为了人类变更好的“软”情怀。2019年，华为发起了“TECH4ALL数字包容行动计划”，涵盖四个领域，携手许多国际NGO组织，共同应对教育、环境保护、健康福祉、均衡发展等全球性问题，旨在不让任何一个人在数字世界中掉队。正如“让科技与自然共生”的在线论坛主题：“让科技与自然共生”。在环保领域，TECH4ALL的理念是：科技，不是自然的对手，而是和自然共生的一部分。科技不但可以减轻人类活动对自然环境的影响，也将开创更多环境保护的可能性。这是一群坚持TECH4ALL信念的技术人的情怀，他们致力于用科技帮助人类更好地理解和守护自然，让自然受益于科技。科技从来不是为了扩大世界的差距，而是要竭尽所能包容彼此的差异，最终促进终极的公平，让人们平等享受技术带来的便利。科技促进社会发展，解决社会问题，似乎已成为潮水的方向。
技术正扩展着人类想象力的边界，重新打造组织和变革社会的有效方式。也正因科技发展的终极目标，才有了无数人愿意孜孜不倦地追求技术的信仰。正如去展开保护东北虎工作的华为工程师朴素愿望：“无线基站建设完之后，对于科学家和护林员来说，会最大程度地减少他们进山的次数，让他们不会那么辛苦。”这，或构成了科技为我们带来的无可估量的“价值”。