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封面故事
华为云人工智能及华为手机,助力公益组织RFCx守护雨林

远在哥斯达黎加热带雨林里,住着一群可爱的小猴子。它们四肢修长,浑身呈现深棕色,头又圆又小,成年以后体长大约为60厘米左右。当它们在树上悬挂的时候,就像一只蜘蛛,因而被人们称作蜘蛛猴。

蜘蛛猴的分布范围非常有限,但它们在热带雨林中扮演着重要的角色,帮助雨林形成了健康和繁荣的生态。

然而近几十年来,由于它们的栖息地被不断破坏、受到滥伐森林的威胁、降水量减少、旅游开发、被土著捕食等原因,蜘蛛猴数量正在急剧减少,并被列入《世界自然保护联盟》2008年濒危物种红色名录ver 3.1。

意外的转机发生在2011年。工程师Topher White在婆罗洲度假期间,偶然发现一名非法砍伐者,而砍伐的树木,距离护林员站所在地仅为100米。Topher决心创办公益组织,寻找守护雨林的解决方案。通过不懈努力和来自社会的捐赠,Rainforest Connection(RFCx)雨林保护组织于2014年成立。截至目前,RFCx已经在美国、秘鲁、哥斯达黎加、罗马尼亚、玻利维亚、巴西、印度尼西亚、厄瓜多尔和喀麦隆、南非等地建立了10个项目。

通过将大量回收的旧手机升级改造为名为“守卫者(Guardian)”的太阳能雨林监听设备,分散部署在丛林深处。这样,无论大雨倾盆、艳阳高照或终日潮湿,一旦监测系统发现盗伐异响,如电锯或卡车声,便会第一时间告警,将具体盗伐定位推送给当地的护林员,帮助他们快速进行搜查。此外,RFCx也正在和华为通力合作,利用系统的人工智能技术帮助读懂动物的声音,从而为濒危动物提供援助。

这个创新方案面临着多重挑战。一是需要在高温高湿无固定电源的环境下持续稳定地收集、传输声音数据,并在后端平台安全、高效地存储和管理持续增长的庞大数据库。二是需要实时而快速地对所接收的数据进行分析,准确判断并推送盗伐行为的具体地点。热带雨林中的声音,细密而复杂,让整个系统中实时采集的数据信息庞大而难以分辨。唯有开发出高精度的算法进行精准识别,才能实现对盗伐行为的有效甄别和实时警报。

如今,华为正在帮助RFCx开发一套集信息采集设备、储存服务、智能分析系统于一身的创新平台。信息采集设备来自于华为旧手机的升级改造,能够在两年时间内全天候工作,收集三平方公里范围内的声音数据,并实时上传至云端。利用华为强大的大数据服务,系统将储存、管理从各个采集点所获取的音频数据。同时,基于华为云的人工智能服务(HUAWEI CLOUD AI)及其工具(ModelArts),开发出能够更精准识别电锯和卡车噪声的智能算法模型。此外,华为还在帮助RFCx构建能够检测、分析蜘蛛猴叫声的智能模型,以此获悉蜘蛛猴的栖居地、威胁信号、生活习性等数据,从而协助护林员保护蜘蛛猴这一濒危物种。 

目前,RFCx通过华为旧手机所保护的土地范围,已超过2500平方公里的土地(约20万个足球场)。接下来,华为的人工智能团队还将完成第一个声音探测模型,目前它已经成功通过测试,相比于RFCx原有的模型,它的准确性大大提高。RFCx的首席运营官Bourhan Yassin进一步解释到“使用更高精度的模型,帮助我们显著降低了误判率,减少了护林员大量无效的出现。”

图说:华为技术人员正在ModelArts平台上对采集到的雨林声音进行测试 

“人工智能(AI)让我能够训练机器,训练算法,让它们帮助我探测物种。现在,我正在努力搜集20万条数据。如果是我自己进行分析,每天都听要花60年的时间。没有人工智能,我无法对这些大型数据集进行分析。我们将会使用这些数据,找到不同动物的叫声,然后制作出不同物种的栖息分布图。”

——伦敦帝国学院博士生研究员 Jenna Lawson

在华为云AI的帮助下,我们正在创造世界上最大的远程森林声景,尝试探测如蜘蛛猴、吼猴、猎豹、亚马逊鹦鹉等在内的濒危物种的不同叫声,从而保护雨林生态。”

——RFCx首席运营官Bourhan Yassin