用人工智能(AI)數(shù)非洲最大蝙蝠群
時間：2025-12-10 08:50:05 來源：骨軟筋酥網(wǎng) 作者：綜合 閱讀：853次
每天傍晚，用人蝙蝠從卡桑卡國家公園飛來，工智在周圍的非洲鄉(xiāng)村覓食。鳴謝:克里斯蒂安·齊格勒/馬克斯·普朗克動物行為研究所
（神秘的蝙蝠地球uux.cn）據(jù)馬克斯·普朗克學會（卡拉·阿沃利奧）：贊比亞的一片小森林每年都會成為世界上最大的自然奇觀之一。十一月，用人稻草色的工智果蝠從非洲大陸遷徙到卡桑卡國家公園的一片樹林中。出于未知的非洲原因，蝙蝠在公園的蝙蝠一小塊地方聚集了三個月，形成了非洲最大的用人蝙蝠群落。
然而，工智這個群體中蝙蝠的非洲確切數(shù)量從來沒有人知道。估計從100萬到1000萬不等。蝙蝠馬克斯·普朗克動物行為研究所(MPI-AB)開發(fā)的用人一種新方法已經(jīng)以迄今為止最高的準確度計算出了群體數(shù)量。該方法使用GoPro相機記錄蝙蝠，工智然后應用人工智能(AI)來檢測動物，非洲而不需要人類觀察者。
發(fā)表在《生態(tài)圈》雜志上的這種方法，在卡桑卡產(chǎn)生了75萬到100萬只蝙蝠的總體估計——使這個群體成為世界上生物量最大的蝙蝠群體。
“我們已經(jīng)證明，結(jié)合人工智能的廉價相機可以用來以其他方式監(jiān)控大型動物種群，否則這是不可能的，”該論文的第一作者本·科格說。“這種方法將改變我們對自然世界的認識，以及面對人類快速發(fā)展和氣候變化，我們?nèi)绾闻S護自然世界。”
非洲的秘密園丁
即使在非洲大陸魅力非凡的動物中，稻草色的果蝠也光彩照人。據(jù)估計，它是這塊大陸上最豐富的哺乳動物。而且，每年旅行長達2000公里，它也是所有狐蝠中最極端的長距離遷徙者。從環(huán)境角度來看，這些優(yōu)點非常重要。通過長距離飛行來傳播種子，果蝠是退化土地的主要造林者——這使它們成為非洲大陸的“基石”物種。
科學家們長期以來一直試圖估計這一重要物種的種群規(guī)模，但人工計算非常大的種群數(shù)量的挑戰(zhàn)導致了數(shù)量的大幅波動。這總是讓來自MPI-AB的生物學家Dina Dechmann感到沮喪，她已經(jīng)研究稻草色果蝠超過10年了。由于擔心她在職業(yè)生涯中目睹了這些果蝠數(shù)量的下降，戴克曼希望有一種工具能夠準確地揭示種群是否在變化。也就是說，她需要一種計數(shù)蝙蝠的方法，這種方法是可重復的，并且可以隨時進行比較。
“稻草色的果蝠是非洲的秘密園丁，”德克曼說。“它們以其他種子傳播者無法做到的方式將整個大陸聯(lián)系起來。這一物種的消失對生態(tài)系統(tǒng)來說將是毀滅性的。所以，如果人口在減少，我們迫切需要知道。”
Dechmann開始與北卡羅來納州立大學的Roland Kays和東南路易斯安那大學的Teague O'Mara以及贊比亞保護組織Kasanka Trust進行對話，該組織負責管理Kasanka國家公園并保護其蝙蝠種群。他們一起想知道計算機視覺和人工智能的進步是否可以提高計算大型復雜蝙蝠種群的準確性和效率。為了找到答案，他們找到了本·科格，當時他是MPI-AB的博士生，是使用自動化方法創(chuàng)建生態(tài)數(shù)據(jù)集的專家。
準確和可比的蝙蝠數(shù)量
科格致力于設計一種方法，可以被科學家和保護管理者用來有效地量化這個復雜的系統(tǒng)。他的方法包括兩個主要步驟。首先，九個GoPro相機均勻地設置在蟻群周圍，記錄蝙蝠在黃昏離開棲息地的過程。其次，科格訓練了深度學習模型，以自動檢測和計數(shù)視頻中的蝙蝠。為了測試這種方法的準確性，該團隊在樣本剪輯中人工計數(shù)蝙蝠，發(fā)現(xiàn)人工智能的準確率達到95%——甚至在黑暗的條件下也能很好地工作。
“使用更復雜的技術(shù)來監(jiān)測像卡桑卡這樣巨大的群體可能會非常昂貴，因為你需要這么多設備，”科格說。“但我們可以證明，在我們的研究現(xiàn)場，配有定制軟件算法的廉價相機在探測和計數(shù)蝙蝠方面做得非常好。這對未來監(jiān)控該網(wǎng)站非常重要。”
這種新方法記錄了五個晚上的蝙蝠數(shù)量，平均每晚大約有75萬到100萬只。這一結(jié)果低于之前在卡桑卡的計數(shù)，作者表示，這項研究可能沒有捕捉到蝙蝠遷徙的高峰，一些動物可能在計數(shù)期后到達。即便如此，這項研究的估計使卡桑卡的群體成為世界上最大的蝙蝠聚集地。
戴克曼說，“這是計數(shù)和保護大量動物的游戲規(guī)則改變者。現(xiàn)在，我們有了一種有效的、可重復的方法來監(jiān)測動物。如果我們用同樣的方法每年對動物進行普查，我們實際上可以知道動物數(shù)量是上升還是下降。”
對于卡桑卡殖民地，它正面臨著來自農(nóng)業(yè)和建設的威脅，戴克曼說，準確監(jiān)測的需要從未像現(xiàn)在這樣迫切。
“很容易認為，從大量動物中到處損失一些動物不會有什么影響。但是，如果我們要維持這些動物提供的生態(tài)系統(tǒng)服務，我們需要將它們的數(shù)量維持在有意義的水平。卡桑卡殖民地并不是眾多殖民地中的一個；這是一群來自次大陸的蝙蝠。失去這個殖民地對整個非洲來說將是毀滅性的。”
(責任編輯：知識)
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