秃鹫的栖息地景观 |合成图像。照片由 uux.cn/Jon A. Juarez 提供

（神秘的地球uux.cn）据柏林研究基金会（FVB）：为了利用远程位置记录和评估野生动物的行为和环境条件，GAIA倡议开发了一种人工智能（AI）算法，该算法使用动物标签数据对白背秃鹫的行为进行可靠和自动的分类。

作为食腐动物，秃鹫总是寻找下一具尸体。在标记动物和第二种人工智能算法的帮助下，科学家们现在可以在广阔的土地上自动定位尸体。

因此，《应用生态学杂志》最近发表的一篇文章中描述的算法是预警系统的关键组成部分，可用于快速可靠地识别环境中的关键变化或事件，如干旱、疾病爆发或非法杀害野生动物。

GAIA倡议是研究机构、保护组织和企业的联盟，旨在为环境变化和关键生态事件创建一个高科技预警系统。新的人工智能算法是由莱布尼茨动物园和野生动物研究所（Leibniz IZW）与弗劳恩霍夫集成电路研究所IIS和柏林Tierpark合作开发的。

野生动物的死亡是生态系统中的一个重要过程，无论这是正常情况，如成功猎杀捕食者，还是野生动物疾病爆发、环境毒素污染景观或人们非法杀害造成的特殊情况。

因此，为了调查哺乳动物物种群落和生态系统，系统地记录和分析这些常见和特殊的死亡病例非常重要。为了实现这一目标，GAIA倡议利用了白背秃鹫（非洲吉普赛人）的自然能力，结合高度发达的生物记录技术和人工智能。

莱布尼兹IZW的GAIA项目负责人兼科学家Jörg Melzheimer博士说：“动物、人类和人工三种形式的智能的结合是我们新I³方法的核心，我们的目标是利用野生动物对生态系统的深刻认识。”。

秃鹫经过数百万年的进化，完全适应了快速可靠地检测广阔景观中的尸体。他们有出色的视力和复杂的沟通能力，使他们能够在许多人一起工作时监控非常大的土地。因此，秃鹫通过清理腐肉和遏制野生动物疾病的传播，发挥了重要的生态作用。

“对我们这些野生动物保护科学家来说，秃鹫作为哨兵的知识和技能对于能够快速识别有问题的特殊死亡病例并采取适当的应对措施非常有帮助，”莱布尼茨IZW的GAIA项目负责人Ortwin Aschenborn博士和Melzheimer说。“为了使用秃鹫知识，我们需要一个界面――在GAIA，这个界面是通过将动物标签与人工智能相结合而创建的。”

纳米比亚GAIA装备的白背秃鹫的动物标签记录了两组数据。GPS传感器在特定时间点提供被标记个人的确切位置。所谓的ACC传感器（ACC是加速度的缩写）同时存储标签的详细运动曲线，从而存储动物沿三个空间轴的运动曲线。Leibniz IZW开发的人工智能算法使用了这两组数据。

“每种行为都由特定的加速模式表示，从而在传感器的ACC数据中创建特定的特征，”莱布尼兹IZW的野生生物学家和人工智能专家Wanja Rast解释道。

“为了识别这些特征并将其可靠地分配给特定的行为，我们使用参考数据训练了一个人工智能。这些参考数据来自我们在柏林Tierpark安装了标签的两只白背秃鹫，以及在纳米比亚安装标签的27只野生秃鹫。”

除了来自标签的ACC数据外，科学家们还记录了动物行为的数据――在动物园通过视频记录，在野外观察被标记的动物。

Rast解释说：“通过这种方式，我们获得了大约15000个ACC特征的数据点，这些特征归因于经过验证的特定秃鹫行为。这些行为包括主动飞行、滑翔、躺着、进食和站立。这些数据集使我们能够训练所谓的支持向量机，这是一种人工智能算法，可以将ACC数据高度可靠地分配给特定的行为。”。

在第二步中，科学家们将由此分类的行为与标签中的GPS数据相结合。他们使用空间聚类算法，确定了某些行为更频繁发生的位置。通过这种方式，他们获得了秃鹫觅食的空间和时间精细分辨的位置。

Aschenborn说：“GAIA现场科学家及其现场合作伙伴能够验证从传感器数据中得出的500多个疑似胴体位置，以及1300多组其他非胴体行为。”。

经过现场验证的尸体位置最终用于在科学家的最终人工智能训练数据集中建立秃鹫觅食地点的特征――该算法以高精度指示动物最有可能死亡和尸体在地上的位置。

Aschenborn说：“我们可以以令人印象深刻的92%的概率预测尸体位置，从而证明一个结合秃鹫行为、动物标签和人工智能的系统对于大规模监测动物死亡率非常有用。”。

这种基于人工智能的行为分类、胴体检测和胴体定位是GAIA环境关键变化或事件预警系统的关键组成部分。Melzheimer说：“到目前为止，这一方法步骤是在柏林莱布尼茨工业区的GAIA I³数据实验室进行的。”。

“但是，随着我们联盟开发的新一代动物标签的出现，人工智能分析直接在标签上实现。这将提供关于动物尸体是否以及在哪里的可靠信息，而无需事先实时传输数据，不会浪费任何时间。”

不再需要传输所有GPS和ACC原始数据，从而允许以显著较低的带宽进行数据通信以传输相关信息。这使得使用卫星连接而不是地面GSM网络成为可能，即使在完全独立于当地基础设施的偏远荒野地区，也能保证覆盖范围。

即使在最偏远的地方，也可以毫不拖延地发现环境中的关键变化或事件，如疾病爆发、干旱或非法杀害野生动物。

近几十年来，许多秃鹫物种的数量急剧下降，现在正面临灭绝的严重威胁。主要原因是人类塑造的景观中栖息地和食物的丧失，以及大量直接或间接的中毒事件。

例如，白背秃鹫的数量在短短三代人的时间里下降了约90%，相当于每年平均下降4%。Aschenborn说：“由于秃鹫的生态重要性和快速衰退，为了保护它们，必须大幅提高我们对秃鹫的认识和理解。”。

“我们使用基于人工智能的分析方法进行的研究不仅将为我们提供对生态系统的见解。它还将增加我们对秃鹫如何交流、互动和合作、觅食、繁殖、养育幼崽以及将知识代代相传的了解。”

到目前为止，GAIA已经为非洲不同地区的130多只秃鹫安装了标签，其中大多数在纳米比亚。科学家们分析了9500多万个GPS数据点和130亿条ACC记录。