边缘AI

第 11 章 使用案例：野生动物监测

本作品已使用人工智能进行翻译。欢迎您提供反馈和意见：[e-mail]

既然我们已经了解了为边缘应用开发机器学习模型的基础知识，那么我们将要介绍的第一个使用案例领域与野生动物保护和监测有关。我们将通过第 9 章中概述的开发工作流程，探讨本书中每个用例章节可能存在的问题及其相关解决方案。

由于人类文明的各种影响以及环境原因或灾害，全球濒危物种正在迅速减少。导致物种减少的主要原因是栖息地的丧失、退化和破碎化。¹造成这些驱动因素的原因是人类活动，如城市化、农业和资源开采。由于物种减少，许多物种面临灭绝的危险。

目前正在开发越来越多的人工智能和边缘人工智能应用，旨在帮助保护野生动物。这些应用范围广泛，从早期发现非法野生动物贸易到监测濒危物种，再到自动识别偷猎者。正如本书之前所讨论的，边缘人工智能用于在设备本地而不是在云端处理数据。这对于野生动物保护来说非常重要，因为它可以用于在偏远地区处理数据，而无需互联网连接。这意味着可以快速处理数据，无需昂贵的基础设施，有助于防止未来的偷猎行为，从而保护地球上最脆弱的物种。

如果以负责任的方式使用，边缘人工智能能够并将对社会和我们的地球产生极其积极的影响。然而，技术和人工智能是由其开发者决定的。因此，它们可以被用于有益的目的，有时也可能被用于有害和不道德的目的。因此，对于如何开发和使用它们，必须深思熟虑，以确保它们的益处大于风险。联合国²以及谷歌、微软³微软⁴等大型科技公司都在发起倡议，利用其人工智能资源为社会和环境造福。

人工智能的一个有益应用是一种著名的、经过深入研究的保护、识别、监测和跟踪濒危物种的方法--相机陷阱。相机陷阱是一种强大的工具，可用于各种野生动物保护研究和监测目的。它可用于监测濒危物种、研究动物行为以及评估人类活动对野生动物的影响。这种方法还可用于发现和追踪偷猎者，以及监测濒危物种的健康状况和行为。相机陷阱通常与 DNA 分析等其他方法结合使用，以便更全面地了解一个地区的情况。

什么是相机陷阱？

相机陷阱是一种遥控相机，用于拍摄动物在自然栖息地的照片。相机通常由一个红外线（IR）传感器触发，该传感器由动物的运动触发。

照相机诱捕器通常局限于地面上的一个单一位置；照相机诱捕器对大型地栖动物特别有用。因此，这种方法只适用于地球上的一小部分物种，因为相机陷阱不适用于水下应用、飞行中的鸟类、快速移动的小昆虫等。

问题探索

野生动物保护一词的概念过于宽泛，无法在本章中一一阐述，而且这个问题也过于庞大，无法仅用一个机器学习模型来解决，因此在本书中，我们将重点关注野生动物保护，即保护《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》上的特定动物物种。

我们还需要探究所要解决的问题的难度：成本、差旅、实施、基础设施或政府限制等因素会阻碍我们为非营利目的创建机器学习模型吗？

解决方案探索

由于濒危物种自由漫步，因此人眼很难在白天或夜间发现它们。相机陷阱是一种特别有用的工具，因为它允许人类在不干扰濒危动物自然栖息地的情况下对其进行跟踪、计数和识别，以及/或识别濒危动物的威胁。相机陷阱最终可以对动物进行监控，从而在不对其行为、活动、环境、食物来源等造成严重影响的情况下对其进行远程保护。

保护这些濒危野生动物物种的一个重要步骤是为其人类监护人提供可操作的信息。这可以有多种不同的形式。从目标上讲，我们既可以生成一个机器学习模型来识别对这些特定物种的威胁，并提醒人类注意威胁的位置，也可以识别、计数和/或跟踪动物的位置。这两种方法都能实现相同的目标，为人类提供保护受威胁物种的必要信息。不过，它们需要不同的机器学习类和传感器输入组合才能解决。 ...