提到野生動物調(diào)查，我們會聯(lián)想到紅外相機(jī)，它被稱為“不被打擾的相遇”，即在野生動物毫無知覺中完成對它們影像的采集。同時，紅外相機(jī)也有“被動式”的特點(diǎn)，也就是說，有野生動物經(jīng)過時才會觸發(fā)它的拍攝功能。

　　無人機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)助力野生動物調(diào)查“提速”

　　近日，西北大學(xué)的師生團(tuán)隊(duì)，通過無人機(jī)與多種高科技手段的融合，取得了野生動物觀測技術(shù)的巨大進(jìn)展。

　　畫面中，西北大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)正在調(diào)試無人機(jī)、熱成像觀測設(shè)備并導(dǎo)入預(yù)設(shè)航線，他們準(zhǔn)備通過低空航拍的方法，對棲居在保護(hù)區(qū)內(nèi)的明星物種——川金絲猴，就其分布位置和種群規(guī)模進(jìn)行遙感監(jiān)測采樣。

　　在該次飛行之前，科研團(tuán)隊(duì)已通過多次研討，設(shè)定了能夠覆蓋整個保護(hù)區(qū)的多條航線，在嚴(yán)格按照既定航線飛行過程中，團(tuán)隊(duì)人員靈活運(yùn)用高低空交替飛行的方式，在不到52個小時內(nèi)，便完成了整個保護(hù)區(qū)約300平方公里范圍內(nèi)的川金絲猴種群的采樣。

　　西北大學(xué)高級工程師 何剛：我們在這個區(qū)內(nèi)總共是用了170條航線，花了大概有3116分鐘，飛行了977公里，將近1000公里，完成了整個區(qū)域的調(diào)查，覆蓋的面積大概是92%，調(diào)查得到了八群猴子，總數(shù)量是647只到755只。我們把每一群猴都定位了，而且每一群猴都進(jìn)行了個體識別。

　　事實(shí)上，以無人機(jī)搭載紅外熱成像設(shè)備完成采樣，僅僅是該項(xiàng)調(diào)查的初步工作，采樣結(jié)果雖然能夠?qū)㈦[匿在密林中的野生動物毫無遺漏地收羅到成像畫面中，然而從中準(zhǔn)確篩選出川金絲猴卻并不容易。從熱成像設(shè)備采集到的動物輪廓的影像中，我們可以看出，這片森林中不僅有川金絲猴，還有大熊貓、羚牛、亞洲黑熊等多種野生動物，其中還包括跟川金絲猴形態(tài)幾乎一般無二的獼猴。要從中準(zhǔn)確區(qū)分出川金絲猴，還需要更為專業(yè)的生態(tài)學(xué)判讀和數(shù)據(jù)矯正，才能最終確認(rèn)調(diào)查結(jié)果。

　　西北大學(xué)高級工程師 何剛：無人機(jī)監(jiān)測野生動物是個系統(tǒng)工程，它涉及好幾個模塊，你看像要能飛起來、要安全，還要能夠清楚地看到，還得能識別出來，目標(biāo)有時候還有干擾。最后你還要對它的結(jié)果進(jìn)行矯正和判斷，所以是好多技術(shù)模塊要放到一塊綜合應(yīng)用。

　　專家介紹，該項(xiàng)技術(shù)由無人機(jī)搭載熱成像等多個高科技模塊組成，以無人機(jī)為主要載體，化傳統(tǒng)的被動拍攝為主動拍攝，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、全覆蓋、可重復(fù)監(jiān)測目標(biāo)區(qū)域內(nèi)野生動物的目的。大幅降低了動物監(jiān)測所需的經(jīng)濟(jì)成本和時間成本。

　　動物行為特征也可用于個體識別

　　由西北大學(xué)研發(fā)的一項(xiàng)“猴臉識別”技術(shù)，在川金絲猴的調(diào)查監(jiān)測中發(fā)揮了重要作用。

　　如今，該項(xiàng)技術(shù)再次突破，不僅川金絲猴的臉部特征可以用來識別，連它們的肢體動作、行為習(xí)慣等都可以成為個體識別的依據(jù)。

　　“猴臉識別”技術(shù)正是由當(dāng)前廣泛運(yùn)用的“人臉識別”智能系統(tǒng)演化而來。基于人類臉部特征進(jìn)行身份識別的“人臉識別”技術(shù)，在當(dāng)下其實(shí)早就突破了僅靠臉部的局限。

　　西北大學(xué)教授 郭松濤：面部識別精度很高，但是它并不是總能拍到臉部，這個時候怎么辦？其實(shí)人工智能技術(shù)發(fā)展的方向就是用多種條件，我們稱之為多模態(tài)數(shù)據(jù)來并行處理，它沒有面部的時候，我們用身體或者其他特征來識別。

　　猴臉識別靠的也不僅僅是猴臉，而是由動物行為及其他身體特征共同構(gòu)成的“多模態(tài)數(shù)據(jù)”。

　　專家介紹，“猴臉識別”技術(shù)，目前能夠識別物種的依據(jù)，除了能夠靠客觀上的“形”，還能夠靠主觀意識上的“態(tài)”。這項(xiàng)技術(shù)看起來像是“感知”智能向“認(rèn)知”智能進(jìn)了一大步，精準(zhǔn)度也大幅提升，實(shí)際上，是依靠對動物超出形體外部特征之外的更為專業(yè)深入的觀察及數(shù)據(jù)采集，比如說骨架特征。

　　“多模態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測”將用于多地區(qū)多物種

　　科研人員在原有“猴臉識別”系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新開發(fā)了多模態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)。那為什么科研團(tuán)隊(duì)會將猴子作為該項(xiàng)技術(shù)最初研發(fā)所使用的物種，而不是其他的野生動物呢？該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用前景如何？

　　國家一級重點(diǎn)保護(hù)野生動物川金絲猴，屬于靈長類動物，在生物學(xué)上歸類于靈長目猴科下的仰鼻猴屬。與川金絲猴同屬的靈長類國家一級重點(diǎn)保護(hù)野生動物滇金絲猴，即將成為該項(xiàng)監(jiān)測技術(shù)的首批適用者，科研人員將試點(diǎn)區(qū)域從陜西秦嶺拓展到云南的白馬雪山。

　　西北大學(xué)教授 郭松濤：我們國家有27種靈長類，我們以前是在川金絲猴，在秦嶺開展工作。我們近期就在云南白馬雪山將要開展類似的試點(diǎn)工作，將白馬雪山的野生猴群，像我們在秦嶺研究的野生猴群一樣，進(jìn)行自動化的個體識別、行為追蹤。

　　一套監(jiān)測系統(tǒng)，一旦能夠針對靈長類動物實(shí)現(xiàn)多模態(tài)數(shù)據(jù)識別，也就意味著這套技術(shù)幾乎能夠通用于所有的四足動物。

　　這套監(jiān)測技術(shù)幾乎適用于所有的“四足獸”，包括已在陜西秦嶺測試完成的羚牛。它也將推廣運(yùn)用于國內(nèi)的不同保護(hù)區(qū)的多個種類的野生動物。

　　（總臺央視記者 王善濤 張永富）