人工智能帮助护林员保护濒临灭绝的野生动物

在20世纪之交，东南亚有超过100,000只野生老虎在漫游。根据世界野生动物基金会的数据，如今仅存不到4000只。

偷猎是该物种生存的最大威胁之一。一只老虎的零件可以在黑市上卖到5万美元以上，有组织的偷猎者团伙每年杀死数十只动物。在整个非洲和亚洲的野生动植物保护区，过度拥挤和资源匮乏的公园护林员努力跟上这场危机的步伐。

哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院正在开发一种新工具，旨在使护林员在与偷猎者的斗争中占优势。野生动物安全保护助手(PAWS)是一个人工智能系统，可以预测野生生物保护区不同区域的偷猎风险水平，并帮助护林员更有效地巡逻。

该系统正在由计算机科学教授Gordon McKay的Milind Tambe实验室开发中，该系统利用报告的盗猎活动和环境因素来识别盗猎者将来可能瞄准的区域，并向公园管理员提供建议的巡逻路线。

坦比说：“我很欣赏这些游骑兵。” “他们以低薪做着出色的工作。他们长期远离家人，被偷猎者开枪射击，从事各种危险的工作。但是，从本质上讲，数据分析并不是他们要雇用的。这是我们可以为他们提供的东西。没有数据，他们就不得不在直觉上进行巡逻。这种工具为他们提供了在哪里巡逻的循证思路。”

戈登·麦凯(Gordon McKay)计算机科学教授Milind Tambe在柬埔寨的一个野生动物园中。他正在开发的AI工具可以帮助公园的护林员进行更有效的巡逻。图片来源：哈佛大​​学

坦贝(Tambe)于2013年启动的该项目，现已准备在世界各地的野生动植物保护区实施。

PAWS将被集成到SMART(空间监视和报告工具)中，该系统是野生动物保护协会和世界野生动物基金会在数千个公园和野生动物保护区中使用的系统，用于收集有关偷猎活动的数据。

Tambe说：“ SMART自己的分析着眼于过去，而PAWS通过提供有关未来的预测来补充这种分析。”

SMART收集从徒步巡逻收集的数据，跟踪偷猎者的活动以及他们设置的陷阱的位置。PAWS系统将机器学习方法应用于该历史数据。PAWS将公园划分为1公里x 1公里的分段，并采用算法对偷猎热点进行预测，将每个分段的等级分别定为高，中或低风险。机器学习模型考虑到了诸如到城镇的距离，树木的覆盖，地形和动物数量等因素。

Tambe于2016年首先在乌干达的一个公园试用了该工具。他的团队使用PAWS，发现了一个巡游者以前未曾巡逻的偷猎热点。当一支巡逻队到达该地区时，他们发现大象的牙被切断。在附近，他们发现并移除了整个大象圈套器。在其他测试中，PAWS帮助游骑兵在捕获任何动物之前清除了10条羚羊圈套器。

与地面上的护林员合作对Tambe来说是大开眼界。在前往马来西亚的旅途中，他的团队使用PAWS为护林员提供了循证巡逻路线，但他们拒绝遵循。

他说：“那真令人沮丧，我们一直在问，你为什么不遵循这些路线?有A点和B点，你画一条直线然后走。” “但是，当您去公园时，您会意识到您不能只在两点之间走，因为那里有茂密的森林，有坡度，并且首选的路线沿着河床。从人工智能的角度来看，现在我们有了完全不同的研究问题：当您不能只画一条直线，必须遵循山脊线和河流时，如何规划路径?”

Tambe和他的团队在2017年在乌干达的第二个公园和2019年在柬埔寨的公园中试验PAWS的更多游戏保护区中继续完善工具。

现在，由于与Microsoft AI的合作，他们准备在2月在10到20个公园中推出该工具的改进版本。Tambe说，Microsoft AI将帮助开发更健壮和可扩展的系统，并协助进行测试和数据收集，以改进将来的工具。

他说：“我们在大学中能做的最好的事情就是建立一个原型。到那时，我们的能力将达到极限。” “要将其发布到世界各地，以使该软件健壮，可信赖，易于理解和可用，我们需要这些类型的合作伙伴关系。我们没有一个人能够独自做到这一点。”

Tambe和前博士学位在马来西亚巡逻 学生Fei Fang，现在是卡内基梅隆大学软件研究所的助理教授。图片来源：哈佛大​​学

在准备在全球范围内实施该工具时，Tambe和他的合作者也在探索可以增强PAWS有效性的新研究领域。

他们正在研究使用信息收集巡逻来改进输入到系统中的数据及其生成的预测。他们还希望结合一些可以实时记录事件的最新技术，例如摄像机陷阱，卫星和无人机。

他说：“当我们去数百个公园时，其中一些将不会被非常彻底地巡逻，并且数据将是不准确的。如果我们开始使用这些数据进行预测，它们可能不是很值得信赖。” “虽然我们永远不会在工作领域中拥有非常干净的数据，但问题是，我们应该在什么时候告诉他们不要使用我们的预测，因为数据太糟糕了，以至于我们的预测可能比巡逻更糟凭直觉?”

这是Tambe和他的合作者仍在努力解决的问题。同时，他们的目标是使用从最初部署中收集的数据和反馈来使预测变得更加可靠。

随着即将到来的发布会越来越令人兴奋，Tambe已经开始考虑未来。他想调整该工具，以便可以将其用于保护森林和海洋地区。

对于坦比来说，他在华盛顿举行的世界野生动物基金会(World Wildlife Fund)会议上了解了老虎的困境后就开始对野生动植物保护产生兴趣，他看到该项目取得了巨大的成就。

他说：“作为AI研究人员，我们正在开发软件。真正使人丧生的人就是护林员。但是能够以某种方式帮助他们保护野生动物，这是非常有益的。” “对我们来说，保护这些物种很重要。想象一下，如果这些动物永远消失并永远消失。那对我们的孩子来说将会是一个什么样的世界?”

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