據(jù)中央廣播電視總臺中國之聲《新聞縱橫》報道，秦嶺是全球25個生物多樣性熱點(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特有的靈長類物種，就生存在秦嶺山系之中。為了對其進(jìn)行保護(hù)和研究，西北大學(xué)金絲猴研究團(tuán)隊長期開展野外跟蹤研究，20年前經(jīng)過艱難探索實(shí)現(xiàn)了對野生金絲猴的近距離觀察和個體識別，從而揭開了金絲猴“神秘的面紗”，推動了中國靈長類行為生態(tài)學(xué)的快速發(fā)展。

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

野生動物研究面臨一個很大問題，就是動物個體的精準(zhǔn)識別。對于金絲猴的個體識別，傳統(tǒng)上采用人工標(biāo)記或人工記憶的方法。人工標(biāo)記容易對金絲猴產(chǎn)生傷害，而人工記憶往往需要相關(guān)專業(yè)人員蹲點(diǎn)觀察1到2個月才能把金絲猴分別開來，既浪費(fèi)時間又很容易相互混淆。針對這一前沿問題，西北大學(xué)、西安電子科技大學(xué)生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)＜摇⒂嬎銠C(jī)科學(xué)領(lǐng)域的專家深度交叉融合，成立了動物人工智能研究團(tuán)隊，在金絲猴研究團(tuán)隊長期研究的基礎(chǔ)上，首次開發(fā)出基于探測、追蹤、識別技術(shù)的金絲猴個體智能識別系統(tǒng)。

研究團(tuán)隊負(fù)責(zé)人、西北大學(xué)教授、陜西省秦嶺珍稀瀕危動物保育重點(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、企鵝的邊界來進(jìn)行識別，但是我們想如果想實(shí)現(xiàn)不依賴于物種的進(jìn)行個體識別的話該怎么辦？我們就找到了動物的面部作為一個切入點(diǎn)。經(jīng)過算法的開發(fā)、模型的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了在野生條件下對個體的檢測、追蹤以及對面部的識別這三步。這三步實(shí)現(xiàn)之后，現(xiàn)在這樣一套動物面部AI識別系統(tǒng)就實(shí)現(xiàn)了。”

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

研究團(tuán)隊成員、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屬于一種無損傷的采樣。”

猴臉識別需要解決的第一個難題就是建立猴臉數(shù)據(jù)庫。相對于人臉數(shù)據(jù)庫，猴臉圖像的獲取存在更大難度。郭松濤說，金絲猴不可能按照科研人員的意愿接受拍攝，這個是技術(shù)的主要難點(diǎn)。在野外數(shù)據(jù)采集的時候非常麻煩。因?yàn)椴杉吧鷦游飻?shù)據(jù)的時候，可控性比較差，對于采集過程要求非常高。“我們到現(xiàn)在采集了數(shù)十萬張照片，用來進(jìn)行模型訓(xùn)練的有13萬張照片。”

郭松濤介紹，理論上，“猴臉識別系統(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，新的金絲猴個體再出現(xiàn)時會自動錄入系統(tǒng)。“咱們這個系統(tǒng)最大特點(diǎn)就是能夠自動化地識別個體，而且是不依賴物種的全天候的識別，它有自我更新、自我學(xué)習(xí)的功能。如果說你現(xiàn)在已經(jīng)識別了100只猴子，你第二天還要看的時候，我們能很精準(zhǔn)認(rèn)出來誰是誰。如果有第101只猴子出現(xiàn)了，我們能知道這101只是新的，并且能讓它自動進(jìn)入到我們數(shù)據(jù)庫里頭。”

據(jù)介紹，這項技術(shù)不僅可以應(yīng)用于多個類群的不同物種，還可實(shí)現(xiàn)夜間連續(xù)無礙觀測。目前，該技術(shù)系統(tǒng)已經(jīng)在包括金絲猴在內(nèi)的靈長類的41個代表性物種和4種食肉動物群體進(jìn)行了適用性驗(yàn)證，平均識別精度達(dá)94.1%。

猴子和人類都屬于靈長類動物，那么，猴臉識別技術(shù)與人臉識別技術(shù)有什么關(guān)系？研究團(tuán)隊成員、西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授許鵬飛說，它其實(shí)就是利用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理。“（它的原理）其實(shí)通俗一點(diǎn)，就是機(jī)器學(xué)習(xí)；專業(yè)一點(diǎn)就是深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，仿人類的神經(jīng)元，類似于我們?nèi)丝吹揭粋€事物的時候，會經(jīng)過神經(jīng)元的多方面的計算，最后給我們?nèi)四X反饋給一個信息。我們的識別系統(tǒng)就類似于這樣的一個過程。”

據(jù)介紹，這項技術(shù)獲得3項國家發(fā)明專利，已經(jīng)進(jìn)入到應(yīng)用推廣的階段，初步完成了“動物個體識別”系統(tǒng)的開發(fā)，并在多處秦嶺金絲猴分布地用于多個種群、上千只個體的識別和記錄，開始啟動建立秦嶺金絲猴個體信息庫；同時，結(jié)合野外和圈養(yǎng)條件下識別動物的不同應(yīng)用場景與需求，進(jìn)行個性化識別功能的研發(fā)。

郭松濤說，它具有廣闊的應(yīng)用前景。“比如野生動物調(diào)查中的動物基數(shù)和動物的精準(zhǔn)調(diào)查，比如籠養(yǎng)動物的管理以及農(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物的管理，我們很難接近它，就可以通過這種攝像設(shè)備對東北虎、華南虎這種貓科動物管理，來鑒定它目前在哪一塊，是否是我們關(guān)注的（類似）這種的危險課題。”

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