在人脸识别日趋成熟的今天,研究人员已经开始将这一技术扩展到动物研究中。最近,西北大学研究团队提出的“猴脸识别技术”,不仅能识别出金丝猴,还能具体到是哪只猴。这对于金丝猴的保护有着重要意义。
在中国的四川、陕西及甘肃的山林深处,生活着一批珍稀物种,它们因长着一身金色的皮毛,而得名“金丝猴”。但漂亮的皮毛,却让金丝猴家族成为了盗猎者的目标。此外,树木砍伐、毁林开荒等人类生产活动,也对金丝猴的生存造成严重影响,让它们陷入濒危境地。
金丝猴为中国特有,是国家一级保护动物。20世纪八九十年代,金丝猴种群的保护工作引起相关部门的重视,各项研究与保护措施相继展开。这对于维护地区间物种与生态平衡、全球生物的多样性,具有战略意义。
西北大学的金丝猴研究团队,长期以来都在对秦岭金丝猴开展野外跟踪研究工作。虽然数量不多,可金丝猴的研究工作却困难重重。因为金丝猴大多栖息于高山密林中,生活环境隐蔽,不易被人发现,而且它们对于人类的接近非常敏感,很难接近,所以,关于金丝猴的未知领域还很多。
如何准确、快速并无损伤地对野生金丝猴进行个体识别,并据此开展进一步的保护与研究工作,是全世界的动物学家一直以来都渴望突破的难题。为什么一定要进行个体识别?团队的李保国教授对此解释道:“准确的个体识别,是进行动物行为研究的关键一步。只有把个体认清楚了,才能长时间观察个体行为,进而分析社群行为。”
近年来,随着人工智能技术的发展,该团队也紧跟前沿技术,与计算机科学领域的专家合作,组建了动物AI攻关团队,用AI技术攻克金丝猴个体身份快速、准确识别的难题。
西北大学金丝猴研究团队利用神经网络原理,提出具有注意力机制的深度神经网络模型,首次开发出动物个体识别系统——Tri-AI系统,实现了利用动物视频或图片,自动进行动物面部检测、识别和跟踪。经验证,系统平均识别精度达94.1%,识别速度每秒31张图片。
Tri-AI系统的提出,极大地提高了动物个体数据分析效率,为动物学研究开辟了新的途径,也为实现野生动物保护和智能管理提供了可靠的技术支撑。目前,这项研究已经进入到应用推广的阶段。
为了实现该系统的功能,最重要的就是提供大量的数据对其进行训练。据介绍,他们所采用的训练数据为:包括41种灵长类动物的102399张图像,其中总个体数为1040个;测试集为:6562张图像,包括4种食肉动物、91个个体。
Tri-AI系统不仅可以应用于多个类群的不同物种,还可以处理彩色图像和灰度图像,因此无论是白天还是夜间的照片,都能够进行无碍观测,满足研究者的需求。
在人脸识别已经无处不在的同时,动物的面部识别技术也悄然兴起。近十多年来,世界各国陆续推出各种动物面部识别的相关研究,识别的动物涉及黑猩猩、老虎、大熊猫、奶牛甚至鱼类等。利用人工智能手段,不仅帮助动物学家们节省了大量时间与经历,还能够帮助他们更全面地了解这些动物群体的生活。