你刷短視頻時(shí)，可能都見過那些用AI制作的“假”視頻：外國明星會唱通俗的中文歌，玩網(wǎng)絡(luò)熱梗、家里的寵物貓咪甚至?xí)约鹤鲲垺@種以假亂真的技術(shù)，被稱為“Deepfake”（深度偽造）。

AI生成的貓咪做飯視頻（圖片來源：YouTube） 

一直以來，這項(xiàng)技術(shù)似乎都與惡作劇和假新聞掛鉤，而隨著AI技術(shù)越來越成熟，真假參半的信息讓廣大群眾飽受“AI生成”的困擾。但你可能想不到，它正被一群生態(tài)學(xué)家，悄悄地用在了一件極其嚴(yán)肅和偉大的事情上——拯救瀕危動(dòng)物。

一個(gè)“數(shù)據(jù)稀缺”的困境

如今，生態(tài)學(xué)家們越來越多地依賴無人機(jī)、飛機(jī)和衛(wèi)星，從空中拍攝海量的影像，來監(jiān)測物種的行為和種群數(shù)量。

但問題來了：誰去看這些海量的照片和視頻？

答案是AI。我們可以訓(xùn)練AI模型，讓它代替人眼，去自動(dòng)識別影像中的目標(biāo)物種。

但訓(xùn)練AI，就像教一個(gè)孩子認(rèn)東西，你需要給它看大量、多樣的樣本圖片。對于那些數(shù)量龐大、隨處可見的物種來說，這不成問題。

AI識別檢測的獅子（圖片來源：NVIDIA）

但俗話說：巧婦難為無米之炊，就算AI再強(qiáng)大，對于那些本就數(shù)量稀少、善于偽裝、或者生活在特殊區(qū)域的稀有、瀕危物種來說，缺乏足夠的影像資料，AI就難以對這些物種的形態(tài)特征獲得準(zhǔn)確的認(rèn)知。

“生態(tài)學(xué)的一大挑戰(zhàn)就是數(shù)據(jù)稀缺，”杜克大學(xué)的畢業(yè)生Henry Sun說，“對于一個(gè)總共只有幾百只的物種，你根本不可能有足夠多樣化的圖像來訓(xùn)練一個(gè)好的AI識別模型。”

當(dāng)“深度偽造”遇上生態(tài)學(xué)

怎么辦？生態(tài)學(xué)家們想到了一個(gè)絕妙的辦法：既然真實(shí)的照片不夠，那我們就用AI“造”一些假的來湊！

沒錯(cuò)，就是用我們開頭提到的Deepfake技術(shù)，生成以假亂真的、AI合成的動(dòng)物照片，來擴(kuò)充我們貧乏的訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫。這個(gè)過程，被稱為“數(shù)據(jù)增強(qiáng)”。

Henry Sun在他的畢業(yè)論文中，就將這個(gè)想法付諸了實(shí)踐。他的實(shí)驗(yàn)對象，是地球上最孤獨(dú)的哺乳動(dòng)物之一——北大西洋露脊鯨。

北大西洋露脊鯨（圖片來源：Wikipedia） 

這個(gè)物種目前全球僅存不到400頭，想在茫茫大海上拍到它們足夠多的照片，簡直難于登天。而照片的稀缺，又嚴(yán)重阻礙了AI識別模型的訓(xùn)練，導(dǎo)致我們很難高效地監(jiān)測和保護(hù)它們。

AI“畫”鯨魚，能畫得多像？

于是，Sun和他的團(tuán)隊(duì)開始嘗試用AI生成北大西洋露脊鯨的航拍照片。

他們嘗試了多種方法，從簡單的文字描述，到給AI看真實(shí)的樣本照片，再到用少量、特定的真實(shí)鯨魚照片進(jìn)行“微調(diào)”特訓(xùn)，就像你的美術(shù)老師手把手教你怎么畫的更像。

結(jié)果如何？一開始，AI也會犯錯(cuò)，畫出一些奇形怪狀的“拼接鯨魚”或“多鰭鯨魚”。

有時(shí)，這些模型會創(chuàng)造出解剖學(xué)上畸形的鯨魚，比如這只雙尾座頭鯨。（圖片來源：Duke MaRRS Lab）

但在經(jīng)過“微調(diào)”特訓(xùn)后，AI生成的鯨魚照片質(zhì)量突飛猛進(jìn)。團(tuán)隊(duì)將這些“假照片”喂給谷歌的“反向圖片搜索”工具進(jìn)行測試，結(jié)果令人振奮：谷歌幾乎能100%準(zhǔn)確地識別出這些AI生成的鯨魚種類！

這證明，AI“畫”出的鯨魚，已經(jīng)真實(shí)到足以“騙”過另一個(gè)強(qiáng)大的AI。

這項(xiàng)研究的下一步，就是將這些高質(zhì)量的“假照片”真正投入到AI識別模型的訓(xùn)練中，看看它們能否有效提升模型在真實(shí)照片中的表現(xiàn)。

為了運(yùn)行這些強(qiáng)大的AI模型，計(jì)算機(jī)需要消耗巨大的能源和水資源。因此，研究人員們也不能盲目地生成海量數(shù)據(jù)，而應(yīng)該有針對性地、“靶向”地去增強(qiáng)那些最稀缺的數(shù)據(jù)（比如幼崽的照片）。

AI技術(shù)在動(dòng)物保護(hù)領(lǐng)域成效顯著

AI檢測金錢豹的行為舉止（圖片來源：NVIDA） 

除了生成“假照片”豐富物種數(shù)據(jù)庫，人工智能也正在成為守護(hù)地球生命的強(qiáng)大“數(shù)字伙伴”，讓保護(hù)野生動(dòng)物的工作變得更智能、更高效。

不僅能分析野外錄音快速清點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的鳥獸；還能瞬間掃描成千上萬張紅外相機(jī)拍攝的圖像，精準(zhǔn)定位瀕危動(dòng)物并及時(shí)發(fā)出警報(bào)。更重要的是，AI能預(yù)測動(dòng)物行為——例如通過分析大象的活動(dòng)數(shù)據(jù)，提前預(yù)警它們可能進(jìn)入人類居住區(qū)，從而安全引導(dǎo)、避免沖突。

OroraTech 在澳大利亞探險(xiǎn)國家公園附近監(jiān)測到早期森林火災(zāi)（圖片來源：NVIDA）

在全球范圍內(nèi)，智能監(jiān)測平臺正整合衛(wèi)星、傳感器和無人機(jī)數(shù)據(jù)，構(gòu)成一張實(shí)時(shí)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)。它們不僅能追蹤動(dòng)物、防范偷獵，還能監(jiān)測森林火災(zāi)等棲息地威脅，甚至在幾分鐘內(nèi)就發(fā)出早期預(yù)警。此外，公眾也能參與其中，通過上傳動(dòng)物照片幫助AI識別物種，加速生物多樣性研究。

華為把全場景AI框架昇思MindSpore應(yīng)用于山水自然保護(hù)中心的野外紅外相機(jī)照片物種識別中（圖片來源：華為）

 AI雖不能替代人類的深情與決心，但它正以其卓越的數(shù)據(jù)處理與洞察能力，成為我們應(yīng)對生物多樣性危機(jī)、守護(hù)共同家園不可或缺的聰明工具。

正如研究人員所說，“計(jì)算機(jī)科學(xué)與環(huán)境科學(xué)的交叉，只會越來越深入?！盇I技術(shù)為瀕危物種的保護(hù)打開了一扇全新的大門。但科學(xué)家們也清醒地認(rèn)識到，AI這把“雙刃劍”需要被負(fù)責(zé)任地使用。

通往未來的“雙刃劍” 

然而，AI技術(shù)雖然幫助了科學(xué)家解決了樣本圖片太少的問題，卻也為野生動(dòng)物保護(hù)工作帶來了隱患。

近期，網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)了一系列由人工智能生成的野生動(dòng)物救助主題視頻。這些視頻大多以人類幫助野生動(dòng)物脫離困境為核心內(nèi)容，試圖呈現(xiàn)人與自然和諧相處的美好畫面。

AI生成的“雪豹”救助視頻（圖片來源：YouTube Mystic Chronicles） 

上圖的場景便來自一則流傳甚廣的AI視頻：雪地森林中，一只母豹中箭倒地，幼豹向途經(jīng)的老人求助。老人為母豹止血并包扎傷口，隨后豹子母子親昵地依靠在獵人身旁。

表面看來情節(jié)并無不妥，但只要稍加留意，便能發(fā)現(xiàn)其中的端倪。雪豹通常棲息于高原地區(qū)的裸巖、草甸或灌叢地帶，不會出現(xiàn)在森林環(huán)境中，而且外形與真實(shí)雪豹的特征也有著明顯差別。此外，老人包扎傷口的方式顯得十分隨意，而作為野生動(dòng)物的雪豹對人類表現(xiàn)出過度溫順，也與實(shí)際情況相悖。

真實(shí)的雪豹（圖片來源：華為）

類似主題的視頻在互聯(lián)網(wǎng)上并不少見：如一只家貓勇敢地將闖入后院的豹子趕走，保護(hù)了孩子、各種小動(dòng)物在后院蹦蹦床等視頻，它們憑借高度逼真的畫面在網(wǎng)絡(luò)上迅速走紅，收獲超百萬點(diǎn)贊。相比其他一些“一眼假”的AI動(dòng)物視頻，這類視頻看似更為逼真。然而對野生動(dòng)物保護(hù)工作者而言，正是這種真假混雜的內(nèi)容，更容易誤導(dǎo)公眾，傳播錯(cuò)誤的認(rèn)知和觀念。 

這些溫暖故事的危害，不只在于呈現(xiàn)虛假內(nèi)容，更在于它們悄然傳遞著危險(xiǎn)的暗示：比如“野生動(dòng)物可以像寵物一樣親近”，或是“普通人能輕易救助受傷動(dòng)物”。缺乏專業(yè)知識的普通人擅自接觸甚至救助野生動(dòng)物，無論對人還是對動(dòng)物，都可能造成嚴(yán)重后果。

AI用好了是野生動(dòng)物保護(hù)的神助攻，但濫用反而會妨礙野生動(dòng)物保護(hù)工作的順利進(jìn)行。所以，不論是那些以假亂真、誤導(dǎo)群眾的AI視頻，還是用AI圖片助力拯救野生動(dòng)物，技術(shù)本身并無善惡，而是要靠人類的智慧和善意，引導(dǎo)它走向一個(gè)更光明的未來——一個(gè)我們能更好地理解、監(jiān)測和保護(hù)這個(gè)星球上珍貴生命的美好未來。

撰稿/肖云格

參考資料：

[1]. 《自然》雜志Nature → How AI can help to save endangered species

[2]. NVIDIA → 動(dòng)物穿越：AI 助力全球野生動(dòng)植物保護(hù)

[3]. 中國日報(bào)網(wǎng) → 人工智能助力拯救瀕危物種

[4]. phys.org → Deepfake whales could be a key conservation tool