你好 AI | 苍穹之下,用AI守护家园

《你好 AI》共五集,从⼈⼯智能与⼈类发展关系的视⾓,展现人工智能在多个领域的应用落地,以及对⼈类社会的帮助与改变。这不仅是科技创新的探索之路,更是充满爱和温暖的旅程。

40亿年。

我们所在的这颗蔚蓝星球,从那场开天辟地的大爆炸开始,历经了40亿年的岁月洗礼。人类在这颗古老的星球上,与自然共处,同亿万生灵一同为了生存而拼搏。苍穹之下,人工智能是如何守护我们共同的家园的呢?

让我们通过四组数字,一探究竟:

第一组数字:

24只 vs. 200平方公里

AI守护野生东北虎

曾经,东北虎在我国堪称“众山皆有”。如今,随着人类活动增加、森林砍伐、栖息地退化等多种因素的影响,野生东北虎种群及其栖息地在不断萎缩。

作为食物链顶端的“万兽之王”,东北虎的生存状态决定了200公里范围内的生态环境,是反映整个生态系统是否健康的一项重要指标。

从2000年开始到2017年,17年间人类平均每天损失200多平方公里的森林。这意味着野生东北虎的安全区正在缩小。但即使安全区缩小,密林对人类来说依然辽阔。深山之中,野保照相机成了守林人的眼睛,守护着国内仅有的24只野生东北虎

森林里,光照差、气候复杂,对摄像头捕捉图片的准确率和效率的要求更高,还需要同时具备及时筛选信息的能力。目前的野保照相机数据采集效率和准确度都很低,后端又有大量的数据处理和高效运算的设备需求难以得到满足。

2018年7月,英特尔携手世界自然基金会(WWF),并联合技术合作伙伴海康威视,启动了“东北虎保护-端到端人工智能监控系统”的开发。解决方案将根据东北虎已知特性量身打造。黑光相机,将视觉传感器和激光、热成传感器结合,解决照度不够、防雨防雾的作用 。最关键的就是边缘端计算和云端计算的结合

在前端,海康威视新开发的野生动物保护智能抓拍相机,首次采用了边缘计算和云计算相结合的设计理念,搭载的英特尔® Movidius™人工智能视觉处理芯片(VPU),实现了对前端智能算法的支持,极大提升了处理效率。由专为野生动物适配及训练的深度卷积神经网络对视频帧进行逐层特征提取,最终计算出目标位置与置信度,实现对东北虎的精准识别抓拍

在后端,则有英特尔®至强®可扩展处理器,通过英特尔开发的Re-ID技术对东北虎的个体进行再识别。该技术通过收集数百只老虎、上万张图片的样本库,有效地训练深度学习网络。这样就可以对每一台相机提取出的老虎数据,自动生成数据库,包括位置、时间、影像、甚至运动状态,这样可以精确识别出每一只老虎,以及推算出它的栖息地和活动范围规律。

云端的大数据还可以对老虎个体的踪迹、活动范围、栖息地特征、相关有蹄类动物及人活动的分布进行分析,自动生成有价值的分析报告,协助开展野生动物的状态监测和保护。

第二组数字:

几个月 vs. 几千年

有AI的天气预报

在辽阔的草原上,天气难以预料。提前到来的雨季,让达布希损失了几十亩燕麦。

在日本学习农业自动化的经验,让达布希做了个大胆的决定,那就是在自有草场的基础上,再流转一万亩土地,以规模化和自动化来培育优良的牧草,提高收益的同时击退这片黄沙。但是在达布希的自动化体系里,唯一的症结,就是天气。

10月的草原,白天暴晒,夜里低温,近20度的温差将导致草的质量迅速衰减。来自北京的张弓团队,掌握着一项秘密武器——精准天气预报

时间紧迫,利用人工智能模型,张弓团队将数据计算量扩大,增加短时临近降水预测。张弓团队实现了预报空间缩小到1平方公里,未来2小时每6分钟一次的预报频率。他们准确预报了大雨之后半个月的晴天,让达布希收割后的草含水量控制得很好。

这一次,高达90%的预测准确度,让人工智能的算法跑赢了几千年的经验。

第三组数字:

5厘米 vs. 2000万亩

AI助力无人农业

新疆,有2000万亩棉花田,占全世界十分之一的棉花在这里生长。离棉花地还有200多米,就能闻到一股浓烈的农药气味。农药残留,不仅对人和作物造成影响,还将吞噬孕育万物的土壤。

这个采棉季,龚槚钦集结了一千架无人机。这些测绘无人机的前端计算能力可以实现精确到5厘米的绘制地图精度,能够精准识别每一株作物的病害和生长情况,调整喷药量。植保无人机以60倍于人工的速度, 为新疆的棉农节省了40%的农药,增产2.2亿公斤,相当于多做了1.5亿件T恤。

人工智能在其中扮演着地图填色的角色。填完了颜色以后,会生成一张AI处方地图。把处方图下载到喷洒的无人机上,喷洒飞机就可以根据这个处方图在每一个点上进行不同药量的喷洒。整个决策过程非常快,一秒钟里面高达几十次。

因为无人机大规模作业,整个棉花的开放时间非常的整齐,可以看到棉花田里一片白花花同时绽放。

第四组数字:

几十头到上千头

AI让畜牧业更聪明

天苍苍,野茫茫,风吹草低见牛羊。

诗过滤了放牧场景中,实际的风吹日晒、和看管牲畜群的体力精力的大量消耗,平添了份悠闲和超脱。真实的放牧生活何其艰难。草原之外,在唐古拉山脉的高原上,丢牛更是件令人头疼的常事。

用人工智能技术让畜牧业更加聪明,是刘国平团队的智慧农业计划,他们为牛羊设计了智慧畜牧定位溯源产品,无论它们走到哪里,都将通过后方强大的可扩展处理器,利用计算机视觉结合卷积神经网络,为牧民计算寻找牛羊的路径

新的技术不仅可以让牧民们坐在家里就能监督到牛羊,更可以提高产量,对放牧路径进行管理,帮助牧民把产品卖个更好的价钱。过去一个牧民只能同时管理几十头牛羊,有了人工智能,一个人管理上千头牛羊也不是问题

土地荒漠化、土壤破坏,生态链失衡,地球的色彩曾因此黯淡。好在,有AI,帮助我们留住家园的色彩,留住这颗星球的未来。

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