編譯:李文心 潤飾: 許萱琁
文章來源:These new technologies could transform wildlife conservation
2021年末,致力於保育科技的社群平臺—WILDLABS(譯為野生實驗室,註一)與非營利的學術夥伴共同發布一份報告,這是類似領域中第一份針對當代保育科技現況進行整體評估的研究報告。
WILDLABS研究人員訪談了來自37 國共248 名環保人士及專家學者群,就 11 種保育科技如相機監測(Camera traps)、生物記錄儀(Biologgers)等進行調查。運用這些方法調查,如相機監測(將數位相機連接到紅外探測器以捕捉路過感應器的動物圖像和視頻)或空中調查技術,仍是相對耗費人力且昂貴的方案;因此,報告裡介紹了近年推出能提高動物多樣化追蹤的新技術,依序介紹如下。
Wildbook:結合AI和公民科學改善野生動物識別技術
近年來,AI常被用來分析大量保育數據。非營利組織 Wild Me 創建了Wildbook雲端平臺,採用計算機視覺和深度學習演算法掃描了數百萬張群眾外包(Crowdsourced,註二)圖庫,根據動植物獨特圖案(條紋、疤痕或其他明確的物理特徵)進行生物識別。
Wildbook的創建最初是為了改善人類追蹤鯨鯊的技術,過去科學家將塑膠標籤貼在鯨鯊身上,為了鼓勵非侵入性物種追蹤,Wildbook與微軟AI for Earth計畫合作,將軟體搭載在雲端運算服務 Azure上,由大眾上傳各種相關照片到雲端平臺。
隨著越來越多公民科學家上傳圖片,該平臺逐漸發展為一個包含各種不同物種如海龜、鯊魚、鯨魚、大型貓科動物等的龐大數據庫。大眾也能更便利地在該平臺持續關注所喜歡的動物。
BearID:野生動物的臉部識別工具
BearID是一套臉部識別系統,可搭載在相機監測圖像技術識別、監控棕熊,為後續保育措施提供相關資訊。因為某些物種缺乏獨特的自然標記且當前相機監測仍無法有系統地去識別出個別棕熊。
在阿拉斯加卡特邁國家公園(Katmai National Park)已有不錯的成績,能以84%的準確率辨識132隻不同的棕熊;BearID團隊也與加拿大原住民合作,陸續在棕熊研究和監測計畫中擴增新功能,最終目標是擴大臉部識別系統的應用範圍,擴及到其他受瀕危物種的辨識及保育上。
PAWS:使用AI打擊盜獵
PAWS是一套能根據盜獵紀錄、保護區地理數據,以預測未來潛在盜獵行動,進而繪製出盜獵風險地圖和最佳巡邏路線的系統。該系統在柬埔寨斯雷波諾野生動物保護區(Srepok Wildlife Sanctuary)進行實測的第1個月,讓巡山員發現並清理的陷阱數量多了1倍。
PAWS也整合共享空間監測和回報工具 (Open-source Spatial Monitoring and Reporting Tool ,SMART),該工具已被1,000多座保護區的巡山員採用,用於記錄巡邏期間蒐集的數據。此外,團隊也提供測試版給多個國家如辛巴威、肯亞、馬來西亞等國家公園進行測試,並繪製盜獵風險地圖。未來團隊計畫擴建功能,包括將其連接到衛星、操作無人機以減少人工輸入數據的工作,還有擴大預測範圍如非法採伐或捕魚的環境犯罪。
eDNA為生物多樣性監測蒐集環境 DNA
所有生物都會通過糞便、皮膚或毛髮等在環境中留下DNA 痕跡。單個樣本就可能攜帶數十、甚至數百種物種的遺傳密碼,為整個生態系統提供詳細快照(Detailed snapshot)。
eDNA協助保育專家更有效地從環境樣本如水、土壤、雪甚至空氣中提取DNA來蒐集生物多樣性數據。WILDLABS報告提及比起相機監測,使用eDNA技術所採樣到的陸地哺乳動物數量增加了25%且成本只有一半。
此外,該技術還能運用在病毒、氣候變化的檢測上,以評估生態系統的整體健康狀況,從而為該地區提供更好的保護。目前,技術團隊NatureMetrics與黎巴嫩合作造林倡議行動,使用eDNA評估淡水生態系統的生物多樣性,針對此前未被充分研究的地區提供重要的保育數據評估。
加強網路連接以獲得更好的保育成果
保護區大多缺乏基礎互聯網,若能將相機監測等其他保育硬體連接到網路,不只能提供更全面的動物行為圖誌紀錄,還能提供即時警報協助監控和巡邏工作。目前有多個團隊投入,如FieldKit和Arribada Initiative主要想開發低成本、共享式感測系統,讓網絡感測器技術更便於使用;另外還有SmartParks和Sensing Clues專注在擴建聯網感測器模組,優化保護區整體監控和管理。
其中本專欄也曾經介紹SmartParks,它提供保護區低功耗、遠端連接的小型網絡,設計一系列傳感器包括大門傳感器、警報系統及動物、車輛和人員追蹤器等,這些傳感器仰賴太陽便能自動運行,並能連接到國家公園行政區的專用安全網絡之中,偵測人類入侵降低盜獵行動,也能偵測動物是否從保護區闖入周邊社區,預防人類與野生動物的衝突,確保巡山員和遊客的安全。
目前智能公園技術已在世界各地的保護區部署,協助保護瀕危物種包括猩猩、犀牛和大象。
註一:WILDLABS是第一個致力於保育科技的全球性、線上開放式的社群平臺,有來自120國5千多名環保人士與專家在此一起關心與交流保育議題。
註二:群眾外包(Crowdsourcing)結合群眾(Crowd)和外包(Outsourcing)兩字,是一種通過拆解工作、分配給許多參與者再合成為最終結果的模式。