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雨林的节奏

通过生物声学聆听亚马逊保护的呼声
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受到亚马逊的戏剧性交响乐的启发,我们使用微软设计师来创建反映其充满活力的自然美景的图像。

地球的心跳

亚马逊雨林位于南美洲的中心,是地球生态平衡的重要组成部分。亚马逊横跨9个国家,面积超过550万平方公里,它不仅是一个地理奇迹,也是地球健康的重要指标。

想象一下,一片巨大的绿色画布上充满了生命的脉动,每一片树叶和每一条小溪都在全球气候交响乐中扮演着自己的角色。在这里,亚马逊不仅仅是热带雨林;它是地球故事中的一个动态角色。它茂密的丛林和蜿蜒的河流是贯穿我们星球的生命线,影响着各大洲的天气模式和生态系统。

这片广袤的雨林是世界上10%已知物种的家园,是生命微妙相互作用的证明。从隐秘的美洲虎到华丽的金刚鹦鹉,每一个物种在维持生态平衡中都扮演着重要的角色。这些物种的健康反映了我们星球更广泛的健康,说明了当地生态系统与全球环境福祉之间的复杂联系。

但亚马逊正处于一个关键的十字路口,面临着巨大的挑战。巴西国家空间研究所(INPE)的最新数据显示,森林砍伐有所减少,巴西亚马逊地区的森林砍伐量在2023年8月比去年同期减少了66%。尽管最近有所减少,但自20世纪70年代初以来,巴西亚马逊地区已经失去了近20%的森林覆盖。科学家警告说,持续的森林砍伐,加上森林退化和气候变化,可能会将大型雨林地区转变为更干燥的热带稀树草原式生态系统,严重影响碳储量、生物多样性、降雨模式和当地社区。它的保护不仅仅是拯救雨林;它是关于保护我们全球环境的未来。

生物声学的艺术在于将大自然的声音转化为科学证据。
胡安·拉维斯塔·费雷斯
微软AI for Good实验室副总裁、首席数据科学家

生物声学和聆听大自然交响乐的艺术

在亚马逊深处,麦克风(有时只有豌豆或纽扣那么小)捕捉到了啾啾声、咆哮声和沙沙声,揭开了野生动物以前隐藏的故事。欢迎来到生物声学,这是一个将生物学与声学相结合的科学领域。它包括分析和解释由生物体发出并影响生物体的声音,有效地将森林的交响乐转化为丰富的生态见解数据集。

麦克风,以其最小的侵入性,是生物声学的变革。它们不受干扰地静静地观察自然的能力捕捉到了自然的本质,这是活跃的人类所无法做到的。这些设备效率高,成本效益高,可以在广阔的热带雨林中进行广泛而不显眼的监测。微软AI for Good实验室副主任拉胡尔·多希亚(Rahul Dodhia)强调了他们在捕捉“大自然细微差别”方面的熟练程度,强调了这种被动观察方法的优势。

这些麦克风总是在倾听,提供持续的监视,不会干扰动物的行为,不像直接的人类观察,可能会打扰。它们的被动特性确保了即使是隐藏在视线之外或伪装起来的动物也不会被错过,因为它们的声音会揭示它们的存在。生物声学的这一方面提高了数据的准确性,使研究人员能够专注于分析和其他关键任务,因为麦克风和人工智能处理现场工作。作为被动的倾听者,生物声学设备正在重新定义野生动物监测,确保没有任何雨林的低语被忽视。

生物声学是通往看不见的宇宙的大门。从昆虫微妙的低语到吼猴充满活力的叫声,每一种声音都是生态叙事中的一块拼图。聆听不仅仅是记录噪音,这个领域的重点是理解生命的音乐会-动物如何交流,互动,以及在自然栖息地生活。

亚马逊之歌

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用于物种识别的声音匹配

AI for Good和Azure Cognitive Services的共同努力为研究人员提供了正确的工具,可以在亚马逊丰富的声音中识别特定的动物叫声,这是监测生物多样性和揭示生态相互作用的关键一步。 

除了绘制声学景观之外,生物声学在识别生物指标方面也很有帮助,这些生物指标是生态系统健康的标志。微软人工智能研究员安德烈斯·塞利斯阐明了它们的重要性:“通过生物声学识别的关键物种揭示了森林的健康状况。它们的存在或缺失表明了生态系统的状况,是繁荣还是窘迫。”生物指标在检测环境变化、测量生境健康和指导保护工作方面至关重要。他们确定需要干预的地区,跟踪恢复项目的成功,在维持亚马逊的生态平衡方面发挥着至关重要的作用。

利用这些先进的技术,生物声学不仅仅揭示了亚马逊内部隐藏的故事。它为开创性的保护策略奠定了基础。通过这一科学视角,保护地球上最多样化、最具活力的生态系统之一成为了一个关于发现、希望和创新的故事。

图像旋转木马

人工智能在重新定义自然保护方面的先锋作用

随着人工智能引领生物声学的新时代,它正在将保护和研究转变为更有效的过程。人工智能是科学家的重要助手,通过数据筛选来识别各种动物。这项技术使研究人员能够通过处理数据审查的常规方面,专注于深入分析和关键的保护任务。

人工智能for Good实验室的首席生物声学研究科学家苗仲奇解释了这一进步:“通过将大自然的声音转化为可测量的数据,人工智能有助于监测野生动物种群并跟踪生态系统的变化。”这种方法不仅仅与技术有关;这是为了更深入地了解野生动物的健康、迁徙模式和行为的复杂性。

人工智能可以更快地解释数据,从而实现实时理解。 3
拉胡尔Dodhia
微软AI for Good实验室副主任

人工智能和创新之声

Guacamaya项目利用人工智能来识别亚马逊地区的鸟类和非鸟类的声音,分析了超过10万种声音,在物种识别方面的可靠性超过80%。它正在扩大生态监测的范围,同时覆盖亚马逊的广大地区,并改变数据分析的速度。过去需要数年体力劳动的工作现在可以在几小时内完成。

人工智能在这一领域最引人注目的优势之一是其实时数据分析的能力。由于人工智能可以即时处理亚马逊的无数声音,它使研究人员和环保主义者能够立即对环境变化做出反应,为在生态变化变得不可逆转之前解决它们提供了希望的灯塔。

但人工智能在野生动物监测中的作用不仅仅是数据处理,还扩展到对自然栖息地声音的持续记录和分析。人工智能就像一个熟练的指挥家,实时解读亚马逊的分层声音,在森林的嘈杂声中辨别出单个动物的叫声。它敏锐的“耳朵”可以识别出热带雨林交响乐中的异常现象,比如青蛙合唱的不寻常模式,或者通常繁华地区的异常安静,这些都可能是潜在生态变化的信号。

人工智能和地球的伙伴关系

人工智能在生物声学中的作用标志着一个飞跃,将其影响从实验室扩展到更广阔的世界,帮助社区和生态系统。向开源人工智能模型的转变凸显了保护中的协作精神,使亚马逊等重要地区能够使用先进技术。在微软技术的支持下,这种全球性的方法使世界各地的科学家和研究人员能够联合起来保护我们的自然遗产。

通过微软对适应性强、可扩展的人工智能模型的支持,厄瓜多尔和秘鲁等国的研究人员能够更好地应对环境挑战。这一合作努力加强了对亚马逊的保护,将各种保护战略结合起来,应对生态系统的威胁。

在生物声学领域,人工智能不仅仅是一种技术工具;它使更广泛的理解和行动成为可能。它将复杂的生态数据转化为与公众产生共鸣的见解,提高对亚马逊保护的认识和支持。这项技术不仅仅是处理数据;它将人们与保护工作联系起来,突出了亚马逊在全球环境中的关键作用。

协调人工智能与亚马逊的回声

未来,亚马逊雨林将成为研究人员和人工智能之间开创性对话的画布。想象一下这样一个世界:与人工智能模型互动,可以立即洞悉雨林的复杂合唱。研究人员可能会询问一种特定的鸟类叫声,然后像变魔术一样,获得有关其物种、行为和生态意义的详细信息。这不是科幻小说;这是AI For Good团队正在进行的愿景,也是生物声学研究飞跃的证明。

生成式人工智能和高级语言模型在这一叙事中的作用是变革性的。它们将彻底改变我们对自然音景的理解,提供新的方式来解释森林的语言并与之互动。

公民科学

生物声学的叙述延伸到公民科学,其中技术弥合了日常生活和环境管理之间的差距。有了智能手机和人工智能,比如微软的“人工智能地球计划”(AI for Earth),全球的个人都可以为生态监测做出贡献。一些简单的行为,比如在散步时录下鸟儿的叫声,就会被输入到科学家用于研究的庞大数据库中。这项由公民推动的努力,在微软技术的支持下,支持跟踪野生动物模式和探测环境变化,使每个人都成为全球保护的关键参与者。

展望未来,人工智能与自然世界之间的协同作用不仅鼓舞人心;这是迈向可持续未来的关键一步。这种技术成为自然盟友的叙述提醒我们,在保护和了解地球方面,每一项贡献都是重要的。每一个声音都是一个更大旋律的一部分,从亚马逊最小的昆虫到公民科学家的全球社区。

在雨林的节奏中,出现了一种共同的旋律,呼唤我们倾听、学习和行动。这不仅仅是保护;这是一场集体之旅,目的是保护我们称之为家的非凡星球,在这里,科技和自然交织在一起。

参考文献

  1. Mongabay。(2023年9月)。亚马逊雨林的森林砍伐持续减少。从检索 https://news.mongabay.com/2023/09/deforestation-in-the-amazon-rainforest-continues-to-plunge/
  2. 微软的消息。(无日期)。人工智能可能是保护亚马逊雨林的关键。从检索 https://news.microsoft.com/source/latam/features/ai/amazon-ai-rainforest-deforestation/?lang=en
  3. 多德亚,R.(2024)。AI for Good:追求科学知识。《人工智能造福社会:利用人工智能拯救世界》(第1版,第121页)。威利

本文中交互式播放器中使用的动物声音是从第三方获得许可的,仅用于演示目的。音频文件旨在复制和说明从生物声学研究中捕获的音频。