地球生物多样性，只能靠 AI 拯救了
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6600万年前，恐龙从地球上彻底灭绝，而如今，地球正在面临着恐龙灭绝后最严重的一次物种灭绝危机。墨西哥国立大学的 Gerardo Ceballos 教授在BBC的采访中表示：“我们已经进入了第六次大灭绝。” 与历史上由小行星撞地球（恐龙就是这么灭绝的）、火山爆发等自然灾害造成的物种灭绝不同，如今严峻的灭绝危机是由人类行为造成的，生物多样性的减少不仅给生态系统带来危害，还意味着给人类生存和文明的延续带来威胁。
工业文明的发展加剧了生态的恶化，科技为我们带来便捷生活的同时，也在摧毁着整个地球和人类的未来。虽然如此，在这迫在眉睫的紧急关头，科技或许还是能帮我们一把——如今，AI（人工智能）技术已经成为了人类保护生物多样性的重要“武器”，不管是生物学家、生态保护工作人员、业余爱好者还是艺术家，都能在AI 的帮助下更高效地参与到保护生物多样性和维护生态平衡的实践中。
对于生物学家来说，要搜集地球上的环境和大量动植物数据和资料是一件非常棘手的事情，AI技术结合大数据，帮助科学家们解决了很多繁琐复杂的工作，使得保护生物多样性的过程更加高效。
早在2017年，科技巨头微软发布了“地球人工智能计划”（AI for Earth）计划，这是一个致力于为解决环境和可持续发展问题的个人和组织提供云计算、开源工具和AI技术支持的平台，利用AI技术解决农业、水、生物多样性和气候问题。
在 AI for Earth 的帮助下，许多个人和组织的环境保护工作得到了事半功倍的效果。比如，专注于保护美国最大河口湾的非营利组织切萨皮克湾保护协会（Chesapeake Bay Conservancy），在极短的时间和成本内更新了过时的流域信息地图，他们依靠AI重新绘制了面积达64000平方英里的地图并通过深度学习技术精确地更新了数据；
△Wildbook能精确识别出动物的花纹等特性
致力于对抗物种灭绝的非营利组织 Wild Me，利用AI将野生动物的照片和视频转化为数据，在 AI for Earth 的协助下追踪地球上的稀有物种和了解它们的习性。此外，Wild Me 还发布了名为“Wildbook”的开源档案，以便识别社交媒体上动物爱好者上传的影像，让数据的搜集变得更灵活多样。
来自亚利桑那州立大学的生态学家 Greg Asner，多年来一直关注着生态系统和气候科学，并开发出帮助人们研究生态系统的技术。2017年，他和团队利用AI技术绘制出物种丰富的雨林生态地图。在这个精细的地图中，他还运用了强大的光谱成像法，这样人们就可以更直观地感受雨林中物种的丰富程度，以便更快速地发现濒临灭绝的树种，以及那些生态受损、急需保护的森林。
△生态学家 Greg Asner与团队开发的珊瑚礁范围地图
Asner 以及他的团队 Asner Lab 的最新研究成果，是利用CNN技术（一种先进的AI方法），以及数千个卫星地图生成开发了全球珊瑚礁范围地图，这个地图能以高达90%的精确度检测出千层珊瑚礁的位置，大大降低珊瑚保护的工作难度。接下来，他的团队准备推出一个检测珊瑚白化的全球珊瑚礁监测系统，继续为保护海洋生物多样性发力。
深度学习系统是人工智能中一个很关键的技术，它可以快速识别出声音和图像，并筛选出不同的特性，这项技术在生物多样性保护中发挥了极大的作用。通过识别动物的声音和模样，人们可以轻易地获取物种信息，并提出及时的解决方案。
去年，Google 母公司 Alphabet 发明了一个名为 Tidal 的鱼脸识别系统，负责该项目的是开发自动驾驶汽车、送货无人机的 Google X 团队。人们利用这个系统识别并监控鱼场养殖的数十万条鱼，目的是帮助养殖渔业更好地发展，以此减少对野生鱼的需求，让海洋免受破坏性的商业捕鱼行为的影响，同时减少人们对陆地动物肉类的过度依赖。
Tidal 开发的这个系统，主要由水下摄像机和AI技术组成，能够捕捉成千上万的鱼的影像，并追踪每一条鱼在养殖过程中的发育状态，目前已经与欧洲和亚洲的养殖场合作。Tidal 搜集到的数据将会被发送给养殖场主，帮助他们优化饲料喂养、减少浪费和让鱼类保持健康。同样的，Tilda 的鱼脸识别传感器也可以运用到海洋监测中，比如追踪鲸鱼和企鹅等濒危物种。
AI 还可以通过识别动物的声音，让鸟类学家不再需要在恶劣危险的环境下采集信息，依靠新技术，他们只需要在野外把设备安装好，就能在工作室中获取动物声音的自动分析数据。位于美国加州的 Conservation Metrics 科技公司，就曾运用 AI 协助外海峡岛国家公园监测面临啮齿目动物威胁的鸟类，还曾协助发现一种曾被认为灭绝的海鸟。
Conservation Metrics 的自动化软件在经过深度学习技术的训练后，能够快速处理大量数据，大大加快了研究人员的工作速度。“我们的算法能找出罕见事件、寻找罕见鸟类、测量实施保育活动前后鸟类族群的差异，以及估算鸟类的活动范围。”负责人 Matthew McKown 介绍道。
类似的声音识别系统还有 Arbimon，全称为Automated Remote Biodiversity Monitoring Network（自动化远程生物多样性监测网络），它可以自动识别动物叫声，并通过AI学习对搜集到的信息进行分类。这是一款基于浏览器的工具，可以通过深度学习对数据进行分类，目前已拥有340万份段声音数据，给鸟类学家的研究带来极大的便利。
前面提到的都是科学家们对 AI 的使用，那么对于大众来说，AI技术能为他们参与生物多样性保护带来哪些帮助呢？
相信关注自然科学和环保的大家对 iNaturalist 一定不会陌生， 这是一款全球最受欢迎的自然科学类APP。2017年，iNaturalist 首次依靠AI技术上线自动物种识别工具，可以快速从海量数据中识别出用户上传的动植物物种，让自然爱好者随时随地学习自然知识。经过多年从全球用户上传的650万张图像的数据采集，现在iNaturalist可以识别的动植物种类高达24000多种。
eBird APP 可以说是观鸟爱好者手机上的必备 APP，由康奈尔鸟类学研究院与奥杜邦学会于2002年共同开发，迄今为止已经拥有全球近30万活跃用户。作为一个鸟类线上数据库，eBird 不仅从庞大的用户群那里搜集生物多样性的数据，还可以提供信息给专家进行深度研究。eBird 的搜索方式也非常丰富，包括鸟种、地区、鸟种地图，到图片和音频，可以满足用户不同的搜索需求，同时也为鸟类生物多样性的保护提供了巨大帮助。
2019年，中国科学院动物研究所生物多样性信息学研究组发布了“生物记” APP，这是一款可以进行物种识别与认知的人工智能工具，目的是为了让公众更便捷地获取生物知识，并通过参与野生生物观测与调查，为科学研究提供数据支持，在满足知识需求的同时保护生物多样性。“生物记” APP还提供 “鉴别”板块，当人工智能无法识别用户上传的某个物种时，他们可以向APP里的其他用户求助，以获得鉴定。
当AI成为艺术家关注多样性的媒介
随着AI技术在艺术领域的兴起，不少关注可持续发展的艺术家把AI当作创作媒介，反思个体与自然的关系并唤起大众的环境保护意识。
Entangled Others 创意工作室由 Feileacan McCormick 和 Sofia Crespo 共同创立，他们的作品以探索生态系统、多样性和互动性为主，在虚拟空间中赋予“非人类”（non-human）新的存在和生活形式。比如在作品《森林的生长》（Forest Growth）中，他们融合一组特制的神经网络模型和一棵树木标本，通过技术生成动态效果，让观者仿佛进入冥想状态。
作为探索人工生命的一部分，在作品《人工残余物2.1》（Artificial Remnants 2.1 ）中，Entangled Others 利用 AI 深度学习技术生成昆虫，以及它们的名字和解剖描述。艺术家希望通过这个作品强调昆虫世界的多样性，并为我们提供一种在虚拟世界中与大自然丰富的多样性互动的全新体验。
△生物形态（Bio Morphosi），Stanislas Chaillou
来自巴黎的艺术家、人工智能研究员和建筑师 Stanislas Chaillou 在他的作品“生物形态”（Bio Morphosi）中结合了AI与植物学，受到德国著名植物标本摄影师 Karl Blossfeldt 的启发，他创作了一系列AI生成的植物图像，将不同的植物品种融合在一个动态植物标本中，也就是在虚拟空间里对植物进行了“人工杂交”。Chaillou 的作品模糊了自然形态和物种之间的界限，从而揭示了植物世界丰富的形式。
不止是艺术家，普通大众也可以参与到AI的艺术创作中去，发挥无限的想象力。由Google开发的神兽生成器——在线绘图软件 “Chimera Painter”（点击“阅读原文”在线试玩，建议电脑网页浏览效果更好），利用AI技术把我们随手画的图案转化为希腊神话里的神兽，最终还能变成卡牌游戏。根据《国家地理》的报道，地球上大约有870万个物种，但人类目前发掘出的只有160万种，说不定你画出来的“神兽”真的生活在地球上的某个隐秘角落里！
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