據(jù)中央廣播電視總臺中國之聲《新聞縱橫》報道，秦嶺是全球25個生物多樣性熱點地區(qū)，大量珍稀、孑遺物種生存其中，野生動物保護工作備受關(guān)注。川金絲猴，是一種珍稀瀕危且中國特有的靈長類物種，就生存在秦嶺山系之中。為了對其進行保護和研究，西北大學金絲猴研究團隊長期開展野外跟蹤研究，20年前經(jīng)過艱難探索實現(xiàn)了對野生金絲猴的近距離觀察和個體識別，從而揭開了金絲猴“神秘的面紗”，推動了中國靈長類行為生態(tài)學的快速發(fā)展。

但是，如何能夠準確、快速地對野生金絲猴進行個體識別，并實現(xiàn)連續(xù)的“焦點動物取樣”和個體全覆蓋的“全事件取樣”，從而通過個體識別，更加科學地開展保護，一直是全世界動物學家無法突破的難題。西北大學和西安電子科技大學研究團隊依托人工智能等新技術(shù)，研發(fā)出“猴臉識別技術(shù)”，探索對野生金絲猴的個體識別，有望徹底解決長期困擾人們的“真假美猴王”之爭。

野生動物研究面臨一個很大問題，就是動物個體的精準識別。對于金絲猴的個體識別，傳統(tǒng)上采用人工標記或人工記憶的方法。人工標記容易對金絲猴產(chǎn)生傷害，而人工記憶往往需要相關(guān)專業(yè)人員蹲點觀察1到2個月才能把金絲猴分別開來，既浪費時間又很容易相互混淆。針對這一前沿問題，西北大學、西安電子科技大學生命科學領(lǐng)域?qū)＜摇⒂嬎銠C科學領(lǐng)域的專家深度交叉融合，成立了動物人工智能研究團隊，在金絲猴研究團隊長期研究的基礎上，首次開發(fā)出基于探測、追蹤、識別技術(shù)的金絲猴個體智能識別系統(tǒng)。

研究團隊負責人、西北大學教授、陜西省秦嶺珍稀瀕危動物保育重點實驗室副主任郭松濤介紹：“以前有人依據(jù)老虎的斑紋、斑馬的條紋、企鵝的邊界來進行識別，但是我們想如果想實現(xiàn)不依賴于物種的進行個體識別的話該怎么辦？我們就找到了動物的面部作為一個切入點。經(jīng)過算法的開發(fā)、模型的研發(fā)，實現(xiàn)了在野生條件下對個體的檢測、追蹤以及對面部的識別這三步。這三步實現(xiàn)之后，現(xiàn)在這樣一套動物面部AI識別系統(tǒng)就實現(xiàn)了。”

這項技術(shù)顛覆了依靠動物個體特征包括動物斑紋、顏色、傷疤或者人為標記特征如烙印、刺青、染色、無線電項圈等的傳統(tǒng)方法，實現(xiàn)了對野生動物個體的準確身份識別和連續(xù)跟蹤采樣，為在“理想條件下”實現(xiàn)“無觀察者干擾效應”的動物學研究提供了可能。

研究團隊成員、西北大學生命科學學院副教授何剛介紹：“我們通過跟這群習慣化的猴子近距離的接觸，用手機、便攜攝像機，在大概10米到5米甚至到3米的距離內(nèi)，對猴子進行采樣。也不需要去干擾猴子，該吃該做該玩該打斗，它忙它的。這樣一種采樣方式顯而易見屬于一種無損傷的采樣。”

猴臉識別需要解決的第一個難題就是建立猴臉數(shù)據(jù)庫。相對于人臉數(shù)據(jù)庫，猴臉圖像的獲取存在更大難度。郭松濤說，金絲猴不可能按照科研人員的意愿接受拍攝，這個是技術(shù)的主要難點。在野外數(shù)據(jù)采集的時候非常麻煩。因為采集野生動物數(shù)據(jù)的時候，可控性比較差，對于采集過程要求非常高。“我們到現(xiàn)在采集了數(shù)十萬張照片，用來進行模型訓練的有13萬張照片。”

郭松濤介紹，理論上，“猴臉識別系統(tǒng)”一般只需要輸入20只金絲猴的數(shù)據(jù)就可以了，每只金絲猴需要拍攝80到200張不同角度的照片就可以將系統(tǒng)模型完成，新的金絲猴個體再出現(xiàn)時會自動錄入系統(tǒng)。“咱們這個系統(tǒng)最大特點就是能夠自動化地識別個體，而且是不依賴物種的全天候的識別，它有自我更新、自我學習的功能。如果說你現(xiàn)在已經(jīng)識別了100只猴子，你第二天還要看的時候，我們能很精準認出來誰是誰。如果有第101只猴子出現(xiàn)了，我們能知道這101只是新的，并且能讓它自動進入到我們數(shù)據(jù)庫里頭。”

據(jù)介紹，這項技術(shù)不僅可以應用于多個類群的不同物種，還可實現(xiàn)夜間連續(xù)無礙觀測。目前，該技術(shù)系統(tǒng)已經(jīng)在包括金絲猴在內(nèi)的靈長類的41個代表性物種和4種食肉動物群體進行了適用性驗證，平均識別精度達94.1%。

猴子和人類都屬于靈長類動物，那么，猴臉識別技術(shù)與人臉識別技術(shù)有什么關(guān)系？研究團隊成員、西北大學信息科學與技術(shù)學院副教授許鵬飛說，它其實就是利用了神經(jīng)網(wǎng)絡原理。“（它的原理）其實通俗一點，就是機器學習；專業(yè)一點就是深度神經(jīng)網(wǎng)絡，仿人類的神經(jīng)元，類似于我們?nèi)丝吹揭粋€事物的時候，會經(jīng)過神經(jīng)元的多方面的計算，最后給我們?nèi)四X反饋給一個信息。我們的識別系統(tǒng)就類似于這樣的一個過程。”

據(jù)介紹，這項技術(shù)獲得3項國家發(fā)明專利，已經(jīng)進入到應用推廣的階段，初步完成了“動物個體識別”系統(tǒng)的開發(fā)，并在多處秦嶺金絲猴分布地用于多個種群、上千只個體的識別和記錄，開始啟動建立秦嶺金絲猴個體信息庫；同時，結(jié)合野外和圈養(yǎng)條件下識別動物的不同應用場景與需求，進行個性化識別功能的研發(fā)。

郭松濤說，它具有廣闊的應用前景。“比如野生動物調(diào)查中的動物基數(shù)和動物的精準調(diào)查，比如籠養(yǎng)動物的管理以及農(nóng)養(yǎng)家畜的管理和寵物管理，比如東北虎這種大型貓科動物的管理，我們很難接近它，就可以通過這種攝像設備對東北虎、華南虎這種貓科動物管理，來鑒定它目前在哪一塊，是否是我們關(guān)注的（類似）這種的危險課題。”

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