游客在社交媒体上发布的斑马和鲸鱼度假照片可能会带来意想不到的好处：帮助研究人员追踪和收集濒危物种的信息。科学家们正在使用人工智能(AI)分析斑马、鲨鱼和其他动物的照片，以识别和跟踪个体，并为他们的运动和人口趋势提供新的见解。

俄亥俄州立大学转化数据分析研究所所长TanyaBerger-Wolf说：“我们有数百万张由科学家、相机陷阱、无人机甚至游客拍摄的濒临灭绝和受威胁动物的图像。”

“这些图像包含大量数据，我们可以提取和分析这些数据，以帮助保护动物和对抗灭绝。”

计算机科学与工程、电气和计算机工程以及进化学教授伯杰-沃尔夫说，一个名为图像组学的新领域正在通过使用人工智能直接从动物照片中提取动物的生物信息，进一步利用野生动物图像。，俄亥俄州立大学的生态学和有机体生物学。

她在2月20日科学促进会年会上的一次演讲中讨论了使用人工智能分析野生动物图像的最新进展以及图像组学的建立。她在“众包科学：志愿者和机器学习为所有人保护野生动物”的科学会议上发表了讲话。

环保主义者面临的最大挑战之一是缺乏许多受威胁和濒危物种的可用数据。

“我们正在以前所未有的速度失去生物多样性，我们甚至不知道我们正在失去多少以及失去了什么，”Berger-Wolf说。

在IUCN濒危物种红色名录上的142,000多个物种中，超过一半的状态未知，因为没有足够的数据，或者它们的种群趋势不确定。

“如果我们想拯救非洲象免于灭绝，我们必须知道世界上有多少头，它们在哪里，以及它们衰退的速度有多快，”Berger-Wolf说。

“我们没有足够的GPS项圈和卫星标签来监控所有大象并回答这些问题。但我们可以使用机器学习等人工智能技术来分析大象的图像，以提供我们需要的大部分信息。”

Berger-Wolf和她的同事创建了一个名为Wildbook的系统，该系统使用计算机视觉算法来分析游客在度假时拍摄的照片，并且该领域的研究人员不仅可以识别动物种类，还可以识别个体。

“我们的人工智能算法可以使用任何有条纹、斑点、皱纹或缺口的东西来识别个人——甚至是鲸鱼的吸虫或海豚背鳍的形状，”她说。

例如，Wildbook包含来自世界各地的约60,000只独特识别的鲸鱼和海豚的超过200万张照片。

“这现在是科学家们掌握的关于虎鲸的主要信息来源之一——它们不再缺乏数据，”她说。

除了鲨鱼和鲸鱼，还有斑马、海龟、长颈鹿、非洲食肉动物和其他物种的野书。

Berger-Wolf和她的同事开发了一种人工智能代理，可以搜索公开共享的社交媒体帖子以查找相关物种。她说，这意味着许多人在加勒比海看到的鲨鱼度假照片最终会被用于Wildbook用于科学和保护。

她说，连同有关何时何地拍摄图像的信息，这些照片可以通过提供人口数量、出生和死亡动态、物种范围、社会互动以及与包括人类在内的其他物种的互动来帮助保护。

这非常有用，但Berger-Wolf表示，研究人员正在寻求通过图像组学推动该领域的发展。

“从图像中提取生物信息的能力是图像组学的基础，”她解释说。“我们正在教机器从图像中看到人类可能错过或看不到的东西。”

例如，斑马身上的条纹图案是否在某种意义上与其母亲的图案相似，如果是，能否提供有关它们遗传相似性的信息?蝙蝠物种的头骨如何随环境条件而变化，是什么进化适应驱动了这种变化?这些和许多其他问题可以通过照片的机器学习分析来回答。

9月，国家科学基金会授予俄亥俄州立大学1500万美元，用于领导创建影像组学研究所，该研究所将帮助指导来自世界各地的科学家进入这一新领域。Berger-Wolf是该研究所的首席研究员。

Berger-Wolf说，随着人工智能在分析野生动物图像中的应用不断增长，一个关键是确保人工智能得到公平和合乎道德的使用。

一方面，研究人员必须确保它不会造成伤害。例如，必须保护数据，使偷猎者无法利用这些数据来瞄准濒危物种。

但它必须不止于此。

“我们必须确保这是人类信任人工智能的人机伙伴关系。人工智能应该在设计上具有参与性，在人与人之间、数据之间和地理位置之间建立联系，”她说。