對(duì)全世界熱愛動(dòng)物和投身于動(dòng)物保護(hù)事業(yè)的人們而言，今天是一個(gè)特殊的日子——“世界動(dòng)物日(World Animal Day)”。在每年的10月4日及前后，大家都會(huì)聚在一起，通過各種形式的活動(dòng)，號(hào)召所有人團(tuán)結(jié)起來，維護(hù)動(dòng)物福祉和權(quán)利。

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  之所以要號(hào)召人類保護(hù)動(dòng)物，一方面是因?yàn)?，它們?duì)生態(tài)平衡和人類生存環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展起著不可或缺的作用，但更重要的原因或許是，動(dòng)物和我們一樣有著知覺能力，比如能感到喜悅和痛苦。隨著人類行為對(duì)動(dòng)物的影響日益加劇，基于同情心和道德感，我們都有責(zé)任努力改善它們的生存狀態(tài)。

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  自世界動(dòng)物日于1925年首次設(shè)立至今，關(guān)懷、尊重動(dòng)物的理念也獲得了越來越多的認(rèn)同，也有越來越多的人開始努力為動(dòng)物們(也是為人類自己)創(chuàng)造一個(gè)更美好的未來。近年來，數(shù)字技術(shù)正在保護(hù)動(dòng)物和改善動(dòng)物福利的工作中“嶄露頭角”。例如，從監(jiān)測(cè)種群活動(dòng)到提高健康水平，Google的開源機(jī)器學(xué)習(xí)平臺(tái)TensorFlow，就成為了人們解決問題的“好幫手”。

  監(jiān)測(cè)海牛種群 保護(hù)海牛棲息地

  因?yàn)槊芗竭\(yùn)、水產(chǎn)捕撈、海洋開發(fā)等人類活動(dòng)，有多達(dá)23%的海洋哺乳動(dòng)物正面臨著滅絕的威脅，海牛就是其中之一。

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  紅圈處即為航拍圖像中觀測(cè)到的海牛

  保護(hù)海牛的第一步是通過追蹤它們的活動(dòng)，掌握它們的數(shù)量、大小和所處位置。然而，長(zhǎng)期以來，研究人員仍然在用十分簡(jiǎn)單和原始的方式監(jiān)測(cè)海牛種群——乘坐小型飛機(jī)觀察海面。毫無(wú)疑問，這是一種危險(xiǎn)、耗時(shí)間、高成本的工作方式。

  在無(wú)人機(jī)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的幫助下，在澳大利亞莫道克大學(xué)工作的Amanda Hodgson博士改變了這項(xiàng)工作的現(xiàn)狀：先讓無(wú)人機(jī)代替研究人員進(jìn)行實(shí)地觀測(cè)，拍攝高清航拍照片，然后，通過TensorFlow開發(fā)出一款探測(cè)器，可以自動(dòng)掃描收集來的大量航拍圖像，尋找海牛們的身影。

  顯然，這款探測(cè)器能夠節(jié)省大量進(jìn)行枯燥、艱難的識(shí)別工作的時(shí)間，提高了研究的效率。利用種群數(shù)據(jù)，人們可以更好地評(píng)估人類活動(dòng)對(duì)海牛們的影響，并采取行動(dòng)保護(hù)那些新發(fā)現(xiàn)的海牛棲息地。

  識(shí)別瀕危鳥類

  人類在世界各地建立了各種各樣的野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)。為了提高動(dòng)物保護(hù)工作的質(zhì)量，讓這些保護(hù)區(qū)能夠更好地運(yùn)轉(zhuǎn)下去，需要對(duì)其中的動(dòng)物“居民”們的“日常生活”有清晰、準(zhǔn)確的認(rèn)知。然而，有為數(shù)眾多的野生動(dòng)物因體積小、行蹤“詭秘”、數(shù)量稀少等原因而難以被發(fā)現(xiàn)。

  新西蘭的鳥類保護(hù)區(qū)“Zealenia“里的三種小鳥，Hihi、Tīeke和Kākāriki就是這樣的生物。為了更好地掌握它們?cè)诒Ｗo(hù)區(qū)中的位置和活動(dòng)軌跡，需要肉眼觀測(cè)之外的其它方法。為此，新西蘭惠靈頓維多利亞大學(xué)的博士生Victor Anton花了三年的時(shí)間，在保護(hù)區(qū)內(nèi)的50個(gè)地點(diǎn)錄制了數(shù)萬(wàn)條鳥鳴錄音。

  如何從規(guī)模如此龐大的音頻數(shù)據(jù)中找到真正有價(jià)值的信息？Victor Anton和他的團(tuán)隊(duì)訓(xùn)練了一個(gè)基于TensorFlow的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)，它可以把音頻分割成若干個(gè)幾分鐘長(zhǎng)的片段，將每段轉(zhuǎn)換為聲譜圖，然后用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理每個(gè)時(shí)間跨度不到一秒鐘的聲譜圖塊，再用遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將這些圖塊重新組合，判斷出這三種鳥類中的哪種的叫聲出現(xiàn)在了這一錄音片段中，如下圖所示：

  通過分析識(shí)別結(jié)果，科學(xué)家們可以更全面地把握這些鳥類在保護(hù)區(qū)內(nèi)的生存狀況。

  改善奶牛健康 提供健康建議

  保護(hù)動(dòng)物，不只是保護(hù)野生動(dòng)物。即使是被飼養(yǎng)的用于食用、畜力或研究的動(dòng)物，也不應(yīng)被隨意、殘忍地對(duì)待。著名的《動(dòng)物福利普世宣言》(Universal Declaration on Animal Welfare)就指出，其原則適用于“野生動(dòng)物”、“依人動(dòng)物”、“為食物、產(chǎn)制品、或勞力而飼養(yǎng)的動(dòng)物”、“同伴動(dòng)物”、“用于運(yùn)動(dòng)與娛樂的動(dòng)物”和“科學(xué)研究中的活體動(dòng)物”這六大類動(dòng)物。

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  為了提高農(nóng)場(chǎng)中奶牛的健康水平，在荷蘭工作的的Saad Ansari和Yasir Khokhar開發(fā)了一款名為“Ida”的應(yīng)用程序，在基于TensorFlow的機(jī)器學(xué)習(xí)模型的驅(qū)動(dòng)下，它可以利用奶牛身上的可穿戴設(shè)備返回的信息(涵蓋體溫和進(jìn)食、飲水、行走、睡眠等日?；顒?dòng))，評(píng)估它們的健康狀況，檢測(cè)出跛行、消化系統(tǒng)疾病等問題，及時(shí)地提醒農(nóng)場(chǎng)主并給出保持奶牛健康的建議。

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  Google所做的幫助動(dòng)物們的工作不止于為他人提供技術(shù)工具。從與動(dòng)物保護(hù)組織合作，創(chuàng)建由云計(jì)算和AI賦能的，可自動(dòng)識(shí)別圖像中出現(xiàn)的物種，并幫助研究人員們進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化的的野生動(dòng)物保護(hù)平臺(tái)Wildlife Insights，再到與美國(guó)和加拿大的海洋部門合作，運(yùn)用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別虎鯨和座頭鯨的聲音，追蹤它們?cè)诰奂Ｓ虻幕顒?dòng)，可以說，Google已經(jīng)成為動(dòng)物保護(hù)的全球大家庭中的重要一份子。從身邊的小事做起，我們每個(gè)人也都可以為動(dòng)物保護(hù)做出自己的貢獻(xiàn)。