在我國歷史上曾呈“眾山皆有”的東北虎,如今瀕臨滅絕的危險。受人類活動增加、森林砍伐、棲息地退化等多種因素的影響,野生東北虎種群及其棲息地在不斷地萎縮,自2012年至2015年期間,有關(guān)部門在中國境內(nèi)通過野外紅外相機僅監(jiān)測到不到30只野生東北虎個體。野生東北虎處于食物鏈頂端,它們的生存狀態(tài)是反映整個生態(tài)系統(tǒng)是否健康的一項重要指標(biāo)。世界自然基金會(WWF)與合作伙伴在東北虎棲息地保護、反盜獵以及保護區(qū)野外環(huán)境監(jiān)控等方面,一直持續(xù)做著努力。通過野外監(jiān)控,可以對整個生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性,棲息地變化進行分析,有效地發(fā)現(xiàn)問題,找到科學(xué)的解決辦法,控制和減緩環(huán)境的惡化,在自然保護和社會發(fā)展中尋求平衡點。
圖片來源:WWF China
目前,自然保護區(qū)中使用的傳統(tǒng)紅外監(jiān)控相機,能夠為上述的工作提供一定的數(shù)據(jù)支持,但也存在著巨大的弊端,如:每2個月通過巡護員人工采集回的數(shù)據(jù),需要依靠人工判讀的方式,先剔除大量無效照片,再以人眼辨識個體進行分類分析,從采集到分析,大約需耗時4個多月;因風(fēng)吹草動就導(dǎo)致大量空拍;存在無效抓拍;一些圖像質(zhì)量不佳。所以,從數(shù)據(jù)采集、處理到分析,時效性、精確度和效率都有待提升。
2018年7月,英特爾攜手世界自然基金會(WWF),并聯(lián)合技術(shù)合作伙伴??低?/u>,啟動“東北虎保護-端到端人工智能監(jiān)控系統(tǒng)“的開發(fā),助力野生動物保護朝著數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。英特爾端到端人工智能系統(tǒng),將由野生動物保護智能抓拍相機和云端數(shù)據(jù)處理及監(jiān)控服務(wù)軟件組成。
??低曅麻_發(fā)的野生動物保護智能抓拍相機,將首次采用邊緣計算和云計算相結(jié)合的設(shè)計理念,搭載的英特爾? Movidius?人工智能視覺處理芯片(VPU),實現(xiàn)了對前端智能算法的支持,極大提升了處理效率。由專為野生動物適配及訓(xùn)練的深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對視頻幀進行逐層特征提取,最終計算出目標(biāo)位置與置信度,實現(xiàn)對東北虎的精準(zhǔn)識別抓拍。通過前端智能抓拍,系統(tǒng)自動篩選出符合要求的東北虎照片,減輕后期分辨圖片和視頻的人力負荷。
云端將采用英特爾?至強?可擴展服務(wù)器,通過英特爾開發(fā)的Re-ID技術(shù)對東北虎的個體進行再識別。該技術(shù)通過收集數(shù)百只老虎、上萬張圖片的樣本庫,有效地訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)。這樣就可以對每一臺相機提取出的老虎數(shù)據(jù),自動生成數(shù)據(jù)庫,包括位置、時間、影像、甚至運動狀態(tài)。這是英特爾首次將人工智能動物個體識別技術(shù)應(yīng)用在野生動物保護項目中。云端的大數(shù)據(jù)還可以對老虎個體的蹤跡、活動范圍、棲息地特征、相關(guān)有蹄類動物及人活動的分布進行分析,自動生成有價值的分析報告,協(xié)助開展野生動物的狀態(tài)監(jiān)測和保護。
英特爾至強可拓展服務(wù)器平臺將針對野生動物保護及環(huán)境監(jiān)測的需求,提供大數(shù)據(jù)接入和數(shù)據(jù)精細化分析支持,針對數(shù)百GB的歷史數(shù)據(jù)和每年來自數(shù)百個監(jiān)控相機和其他采集設(shè)備的TB級的數(shù)據(jù),通過Intel SSD固態(tài)盤加速存儲技術(shù),用于Re-ID動物個體識別和特征提取的英特爾數(shù)學(xué)核心函數(shù)庫(MKL),Intel Optimized Tensorflow等深度學(xué)習(xí)優(yōu)化工具鏈,使得處理效率比以往大幅提升。
最新的至強服務(wù)器平臺相對前代系統(tǒng)處理能力和單周期FLOPS均有大幅提升,提供了更加完備的針對機器學(xué)習(xí)和高級數(shù)據(jù)分析任務(wù)的軟硬件優(yōu)化方案。基于Caffe,Tensorflow,PyTorch等通用深度學(xué)習(xí)框架的開發(fā)都能夠順暢遷移到至強平臺??焖偬嵘龣C器學(xué)習(xí)模型的推理效率,為合作伙伴快速部署人工智能應(yīng)用在線服務(wù)提供支持。至強可擴展服務(wù)器平臺對工作負載支持動態(tài)優(yōu)化,幫助客戶從容應(yīng)對快速增長的海量數(shù)據(jù)分析和人工智能業(yè)務(wù)。
想象一下,未來護林員可以通過手持終端或野外智能抓拍相機上傳海量圖片,通過云端的至強服務(wù)器完成高效的圖像內(nèi)容的識別和分析,并通過數(shù)據(jù)挖掘,在海量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)動物蹤跡和行為規(guī)律,助力珍稀野生動物的保護。
人工智能助力野生動物保護的事業(yè)剛剛啟動,未來還需要不斷的創(chuàng)新與嘗試,相信用善意驅(qū)動的人工智能應(yīng)用,將會幫助人類解決更多的大問題。
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原文標(biāo)題:AI護老虎,智護生態(tài),英特爾用人工智能解決大問題
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