近日，在陜西108國(guó)道秦嶺段，出租車(chē)司機(jī)翟師傅正行駛時(shí)，被幾位“不速之客”截停。原來(lái)是幾只金絲猴下山來(lái)到了公路上，它們將翟師傅的出租車(chē)團(tuán)團(tuán)圍住。翟師傅將車(chē)上能吃的全部給了它們，也沒(méi)送走它們。最后無(wú)奈將車(chē)輛停住，下車(chē)看著這些“小精靈”。

據(jù)中央廣播電視總臺(tái)中國(guó)之聲《新聞縱橫》報(bào)道，秦嶺是全球25個(gè)生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)，大量珍稀、孑遺物種生存其中，野生動(dòng)物保護(hù)工作備受關(guān)注。川金絲猴，是一種珍稀瀕危且中國(guó)特有的靈長(zhǎng)類(lèi)物種，就生存在秦嶺山系之中。為了對(duì)其進(jìn)行保護(hù)和研究，西北大學(xué)金絲猴研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期開(kāi)展野外跟蹤研究，20年前經(jīng)過(guò)艱難探索實(shí)現(xiàn)了對(duì)野生金絲猴的近距離觀(guān)察和個(gè)體識(shí)別，從而揭開(kāi)了金絲猴“神秘的面紗”，推動(dòng)了中國(guó)靈長(zhǎng)類(lèi)行為生態(tài)學(xué)的快速發(fā)展。

但是，如何能夠準(zhǔn)確、快速地對(duì)野生金絲猴進(jìn)行個(gè)體識(shí)別，并實(shí)現(xiàn)連續(xù)的“焦點(diǎn)動(dòng)物取樣”和個(gè)體全覆蓋的“全事件取樣”，從而通過(guò)個(gè)體識(shí)別，更加科學(xué)地開(kāi)展保護(hù)，一直是全世界動(dòng)物學(xué)家無(wú)法突破的難題。西北大學(xué)和西安電子科技大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)依托人工智能等新技術(shù)，研發(fā)出“猴臉識(shí)別技術(shù)”，探索對(duì)野生金絲猴的個(gè)體識(shí)別，有望徹底解決長(zhǎng)期困擾人們的“真假美猴王”之爭(zhēng)。

野生動(dòng)物研究面臨一個(gè)很大問(wèn)題，就是動(dòng)物個(gè)體的精準(zhǔn)識(shí)別。對(duì)于金絲猴的個(gè)體識(shí)別，傳統(tǒng)上采用人工標(biāo)記或人工記憶的方法。人工標(biāo)記容易對(duì)金絲猴產(chǎn)生傷害，而人工記憶往往需要相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員蹲點(diǎn)觀(guān)察1到2個(gè)月才能把金絲猴分別開(kāi)來(lái)，既浪費(fèi)時(shí)間又很容易相互混淆。針對(duì)這一前沿問(wèn)題，西北大學(xué)、西安電子科技大學(xué)生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)＜?、?jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的專(zhuān)家深度交叉融合，成立了動(dòng)物人工智能研究團(tuán)隊(duì)，在金絲猴研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期研究的基礎(chǔ)上，首次開(kāi)發(fā)出基于探測(cè)、追蹤、識(shí)別技術(shù)的金絲猴個(gè)體智能識(shí)別系統(tǒng)。

研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、西北大學(xué)教授、陜西省秦嶺珍稀瀕危動(dòng)物保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任郭松濤介紹：“以前有人依據(jù)老虎的斑紋、斑馬的條紋、企鵝的邊界來(lái)進(jìn)行識(shí)別，但是我們想如果想實(shí)現(xiàn)不依賴(lài)于物種的進(jìn)行個(gè)體識(shí)別的話(huà)該怎么辦？我們就找到了動(dòng)物的面部作為一個(gè)切入點(diǎn)。經(jīng)過(guò)算法的開(kāi)發(fā)、模型的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了在野生條件下對(duì)個(gè)體的檢測(cè)、追蹤以及對(duì)面部的識(shí)別這三步。這三步實(shí)現(xiàn)之后，現(xiàn)在這樣一套動(dòng)物面部AI識(shí)別系統(tǒng)就實(shí)現(xiàn)了。”

這項(xiàng)技術(shù)顛覆了依靠動(dòng)物個(gè)體特征包括動(dòng)物斑紋、顏色、傷疤或者人為標(biāo)記特征如烙印、刺青、染色、無(wú)線(xiàn)電項(xiàng)圈等的傳統(tǒng)方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)野生動(dòng)物個(gè)體的準(zhǔn)確身份識(shí)別和連續(xù)跟蹤采樣，為在“理想條件下”實(shí)現(xiàn)“無(wú)觀(guān)察者干擾效應(yīng)”的動(dòng)物學(xué)研究提供了可能。

研究團(tuán)隊(duì)成員、西北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副教授何剛介紹：“我們通過(guò)跟這群習(xí)慣化的猴子近距離的接觸，用手機(jī)、便攜攝像機(jī)，在大概10米到5米甚至到3米的距離內(nèi)，對(duì)猴子進(jìn)行采樣。也不需要去干擾猴子，該吃該做該玩該打斗，它忙它的。這樣一種采樣方式顯而易見(jiàn)屬于一種無(wú)損傷的采樣?！?/p>

猴臉識(shí)別需要解決的第一個(gè)難題就是建立猴臉數(shù)據(jù)庫(kù)。相對(duì)于人臉數(shù)據(jù)庫(kù)，猴臉圖像的獲取存在更大難度。郭松濤說(shuō)，金絲猴不可能按照科研人員的意愿接受拍攝，這個(gè)是技術(shù)的主要難點(diǎn)。在野外數(shù)據(jù)采集的時(shí)候非常麻煩。因?yàn)椴杉吧鷦?dòng)物數(shù)據(jù)的時(shí)候，可控性比較差，對(duì)于采集過(guò)程要求非常高?！拔覀兊浆F(xiàn)在采集了數(shù)十萬(wàn)張照片，用來(lái)進(jìn)行模型訓(xùn)練的有13萬(wàn)張照片?！?/p>

郭松濤介紹，理論上，“猴臉識(shí)別系統(tǒng)”一般只需要輸入20只金絲猴的數(shù)據(jù)就可以了，每只金絲猴需要拍攝80到200張不同角度的照片就可以將系統(tǒng)模型完成，新的金絲猴個(gè)體再出現(xiàn)時(shí)會(huì)自動(dòng)錄入系統(tǒng)?！霸蹅冞@個(gè)系統(tǒng)最大特點(diǎn)就是能夠自動(dòng)化地識(shí)別個(gè)體，而且是不依賴(lài)物種的全天候的識(shí)別，它有自我更新、自我學(xué)習(xí)的功能。如果說(shuō)你現(xiàn)在已經(jīng)識(shí)別了100只猴子，你第二天還要看的時(shí)候，我們能很精準(zhǔn)認(rèn)出來(lái)誰(shuí)是誰(shuí)。如果有第101只猴子出現(xiàn)了，我們能知道這101只是新的，并且能讓它自動(dòng)進(jìn)入到我們數(shù)據(jù)庫(kù)里頭?！?/p>

據(jù)介紹，這項(xiàng)技術(shù)不僅可以應(yīng)用于多個(gè)類(lèi)群的不同物種，還可實(shí)現(xiàn)夜間連續(xù)無(wú)礙觀(guān)測(cè)。目前，該技術(shù)系統(tǒng)已經(jīng)在包括金絲猴在內(nèi)的靈長(zhǎng)類(lèi)的41個(gè)代表性物種和4種食肉動(dòng)物群體進(jìn)行了適用性驗(yàn)證，平均識(shí)別精度達(dá)94.1%。

猴子和人類(lèi)都屬于靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物，那么，猴臉識(shí)別技術(shù)與人臉識(shí)別技術(shù)有什么關(guān)系？研究團(tuán)隊(duì)成員、西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授許鵬飛說(shuō)，它其實(shí)就是利用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理?！捌鋵?shí)通俗一點(diǎn)，就是機(jī)器學(xué)習(xí)；專(zhuān)業(yè)一點(diǎn)就是深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，仿人類(lèi)的神經(jīng)元，類(lèi)似于我們?nèi)丝吹揭粋€(gè)事物的時(shí)候，會(huì)經(jīng)過(guò)神經(jīng)元的多方面的計(jì)算，最后給我們?nèi)四X反饋給一個(gè)信息。我們的識(shí)別系統(tǒng)就類(lèi)似于這樣的一個(gè)過(guò)程。”

據(jù)介紹，這項(xiàng)技術(shù)獲得3項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利，已經(jīng)進(jìn)入到應(yīng)用推廣的階段，初步完成了“動(dòng)物個(gè)體識(shí)別”系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，并在多處秦嶺金絲猴分布地用于多個(gè)種群、上千只個(gè)體的識(shí)別和記錄，開(kāi)始啟動(dòng)建立秦嶺金絲猴個(gè)體信息庫(kù)；同時(shí)，結(jié)合野外和圈養(yǎng)條件下識(shí)別動(dòng)物的不同應(yīng)用場(chǎng)景與需求，進(jìn)行個(gè)性化識(shí)別功能的研發(fā)。

郭松濤說(shuō)，它具有廣闊的應(yīng)用前景?！氨热缫吧鷦?dòng)物調(diào)查中的動(dòng)物基數(shù)和動(dòng)物的精準(zhǔn)調(diào)查，比如籠養(yǎng)動(dòng)物的管理以及農(nóng)養(yǎng)家畜的管理和寵物管理，比如東北虎這種大型貓科動(dòng)物的管理，我們很難接近它，就可以通過(guò)這種攝像設(shè)備對(duì)東北虎、華南虎這種貓科動(dòng)物管理，來(lái)鑒定它目前在哪一塊，是否是我們關(guān)注的這種的危險(xiǎn)課題?！?/p>