川金丝猴是有着最美灵长之称的国家一级重点保护野生动物。秦岭是我国川金丝猴种群重要的分布区,每年3月中旬开始,到5月结束,是川金丝猴猴宝宝的出生季,因此每年6月份是统计川金丝猴猴宝宝出生数量的最好时节。
总台央视记者 李刚:我现在所在的位置是在秦岭大熊猫、金丝猴生物多样性国家野外科学观测研究站的六号观测点,西北大学生命科学学院的科研人员正在对川金丝猴进行野外人工智能识别以及测量体重等行为学实验。
六号观测点的这群川金丝猴,今年新出生了不少川金丝猴宝宝,科研人员必须对每个金丝猴家庭进行新一轮的个体数据采集,更新和丰富它们的“户口档案”。
西北大学生命科学学院教授 郭松涛:这里海拔有1738米左右。我们以前是用人来观察野生金丝猴的这个行为,但是这个猴子很多,每次采集的话需要费很多人力和时间来采集。我们现在发展了一种新的技术,用人工智能的方法来对行为进行自动化识别和定量。
眼前这片森林,位于秦岭中段佛坪县境内,是野生川金丝猴、大熊猫等珍稀野生动物的原始家园和集中分布区之一。20多年前,为方便观测研究,西北大学研究团队在这片林区建立了工作站,此时,这群既友善又好奇的川金丝猴,正在配合科研人员进行体重称量。
据了解,观测研究站所在的林区共有8个金丝猴家庭近100只川金丝猴,科研人员是如何精准分辨出每只猴子的身份,并记录下它们的体重呢?正是依靠由郭松涛团队开发出的一项智能识别技术:猴脸识别。科研人员只需要拍摄下目标金丝猴个体的影像,就可以从数据库中调出该只个体的全部身份信息。
专家介绍,该项技术建立在团队多年采集的极为丰富的金丝猴影像数据库的基础上,现已成熟运用于川金丝猴的个体识别。随着核心技术的完善,现在采集金丝猴个体影像数据的时间成本也缩短为原来的十分之一以内。
“猴脸识别”有门道 量身定制核心技术
提起猴脸识别,我们立马就可以联想到“人脸识别”。那么,猴脸识别究竟难在哪儿,和人脸识别技术又有哪些区别呢?
专家介绍,基于庞大数据库并能够配合主动录入影像数据的“人脸识别”智能技术,并不适用于川金丝猴。“猴脸识别”和“人脸识别”是计算模式完全不同的两种智能技术。
西北大学生命科学学院教授 郭松涛:我们发现“人脸识别”的这套算法是不能直接用于野生动物的,第一,我们无法从野生动物上获取像人这么大的一个庞大的数据(库),没有这样的数据很难提高我们模型的算法。第二个,猴脸上有毛,我们现有的这个算法不支撑对有毛的脸进行识别。
针对这样复杂的情况,郭松涛团队依靠20年野外观察,开发了一套为川金丝猴个体量身定做的、完全独立的算法模型。
人工智能迭代升级 应用多物种观测
专家介绍“猴脸识别”技术虽然灵感来源于人脸识别,但是两者并不是同一种技术,记者在探访中还了解到,“猴脸识别”技术,其实是通过综合川金丝猴等目标物种行为习惯的数据,而建立起来的一套独立的智能计算模式。
专家介绍,“猴脸识别”技术迄今为止,已经经过了多次的更新迭代,从最初的动作识别,到现在的行为识别,其用于计算的单位数据都是单帧的野生动物动作影像。最初的计算方案,是基于从单帧影像数据中运算出来的骨架运行规律,也叫作“骨架识别”。
据了解,最初源自骨架识别的猴脸识别技术,也同样适用于骨架结构比较明晰的其他灵长类及有蹄类动物,目前已广泛延用于牛、马、羚牛等动物的观测,从而能够及时了解到它们的运动及健康状况。而对于与川金丝猴同域分布的国宝大熊猫,由于其身材圆润、骨架不明显,这项识别技术便不再适用。针对这种情况,科研团队再次升级算法,使用不依赖以骨骼结构的“光影识别”技术。