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CCF YOCSEF 西安 “智能科技助力野生动物监测与保护”技术论坛在秦岭佛坪顺利召开
2022-09-21 阅读量:53 小字

秦岭被尊为华夏文明的龙脉,孕育着万物生灵,具有极为显著的生态区位优势。2021年,国务院新闻办发表的《中国的生物多样性保护》白皮书显示,我国野生保护动物种群数量逐年增加,其背后的科技力量不容忽视。依托新一代信息技术,智能科技如何助力野生动物智能监测与保护?生态监测和新一代信息科学共性技术的交融点是什么?“生态与智能科技”交叉融合研究是否具有广阔前景?如何实现最佳落地?是我们当下需要深入探讨的核心内容。

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2022917日,CCF YOCSEF西安首次走入秦岭,成功举办“智能科技如何助力野生动物监测与保护”技术论坛。本次论坛共邀请到国内外10位嘉宾(包括2位国际嘉宾)、90多位全国各地生命科学和计算机科学领域研究学者进行了线下和线上讨论。通过引导发言和技术思辨等环节,深度挖掘了新一代信息科技与野生动物监测与保护的共性技术交融点,揭示了技术研究成果能否快速落地的本质问题:利益权衡,探明了野生动物智能监测未来发展方向:“数据+机理”驱动的智能监测技术。

本次论坛由中国计算机学会(CCF)主办,CCF YOCSEF西安承办。论坛执行主席为CCF YOCSEF西安副主席许鹏飞(西北大学)和AC委员宋霄罡(西安理工大学);线上主席为王小凤(西北大学)和张菲菲(浪潮集团)。本次论坛的特邀嘉宾有:周兴社(西北工业大学),李保国(西北大学),苗启广(西安电子科技大学),段明(中科院水生生物研究所),郭松涛(西北大学),何刚(西北大学),常晓军(悉尼科技大学),孙贺全(德国慕尼黑大学)。本次论坛的协办单位有:陕西省计算机学会,中国动物学会灵长类学分会,陕西秦岭珍稀濒危动物保育重点实验室,浪潮集团陕西公司,西北大学信息学院,大熊猫金丝猴生物多样性国家野外科学观测研究站,生物多样性保护与利用国际联合研究中心,秦岭珍稀濒危动物生态与保护国际科技合作基地。

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   论坛主要分为引导发言和思辨讨论两个环节。在引导发言部分,由牛瑞主持。西北工业大学周兴社教授首先为论坛做引导发言。他表示能够在陕西秦岭深处的动物监测与保护基地开展本次主题活动很有意义。新一代信息技术在我们国家各个领域得到了广泛应用,形成了众多新学科交叉领域,助推了各个学科领域的发展。科研范式的发展推动了科研体制和具体科研方法的变革,机理驱动的智能方法成为新的科研范式,并表示多学科交叉将成为未来主要科研范式。

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   随后,西北大学生命科学学院教授郭松涛、中国科学院水生生物研究所研究员段明和西安电子科技大学教授苗启广分别从山地林区野生动物监测与保护、水生动物智能监测和水生态智能评价、野生动物智能识别与监测技术三个不同内容和视角做了发言。

山地林区野生动物监测视角:走不到,看不全,看不清,难辨别

郭松涛表示智能监测的最终目的是保护野生动物,迫切需要利用先进的信息科技和多学科交叉融合技术达到目的。目前技术主要是利用探测器网络和人工智能相结合,逐步实现了人工监测到半自动化监测,也达到了智能化监测。但现阶段,数据探测、采集、处理以及智能监测等都面临着困境:如何在探测层面实现大尺度野生动物检测与识别,解决走不到和看不全的问题;如何建立自动化数据采集体系,实现多源数据智能化处理和智能识别,解决看不全,难辨别的问题。

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   水生动物智能监测视角:水下环境复杂多变,技术空白多

段明指出水生态(水环境和鱼类资源)问题突出,智慧监测与评估是水生态保护的必要手段和未来发展方向。国内智能监测技术发展缓慢,尤其是鱼类智能化监测还处于技术空白阶段,国外设备存在不好用、不可用和不能用,急需研究相关设备及先进技术来解决水下生物保护的行业如何获取清晰图像,机器鱼引导,仿生鱼设计等痛点。

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智能识别与监测技术视角:初始数据库创建难,环境不受控

苗启广(许鹏飞代讲)就野生动物智能识别与监测技术,指出模型训练所需数据难采集、动物外貌变化大、多视角图像难同步、视频三维建模效率低等诸多挑战性问题,并进一步阐述了野生动物监测的其他探索:姿态识别、社交网络推理、红外智能监测等。最后深入总结了学科交叉研究的前景和难点。

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    思辨环节由宋霄罡主持,主要围绕“生态监测和智能科技交叉融合”问题展开讨论。

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思辨问题一:生态监测与保护与新一代信息技术的最优交融点在哪?

李保国(“秦岭猴王”,致力于金丝猴保护研究30余年):动物监测比植物监测要困难的多,人工监测已经难以胜任目前生态监测的要求。动物监测的相关研究做的挺好,但是缺乏实际应用的产品。我们需要学科交叉实质推动野外监测事业的发展。

郭松涛:野外探测、数据采集和智能识别与计算机信息科学都有技术交融点,但工程实用化存在难点,希望有计算机学科的学者愿意投入到技术工程化中。

周兴社:跨学科技术交融点应该是场景驱动,野生动物(包括鱼类)智能监测都要针对具体场景展开,可以联合相关企业实现技术的工程化、定制化、个性化。

许鹏飞:生态监测和新一代信息学科交融点应该更多考虑在技术上的共性。例如:生命科学的分类和聚类问题与计算机科学的分类和聚类问题是否存在基础理论上的共性?

郭松涛:生命科学中的分类进化问题和计算机的分类问题是互相融通的共性问题,那么利用计算机科学的分类问题能否将生物学意义赋予计算机信息。

赵明华:基于多源信息融合的精准分类和识别,并且建立一个生态监测和保护平台很有必要。

孙贺全:基于平行计算建立人工虚拟系统模拟真实场景。

思辨问题二:智能科技产业如何快速落地解决野生动物监测与保护瓶颈性问题?

周兴社:现阶段要在技术创新的基础上形成一个完整的便于应用的装置,需要工程化设计和产业化推广。建议组建创新性科技公司,或者联合创新性公司开展技术产业化,实现技术落地。发表论文解决不了实际应用,要把论文写在祖国大地上,更要把技术成果应用到祖国大地上。

段明:生态监测与保护,监测是手段,保护是目的。信息技术的发展一定是基于场景。交叉学科的应用落地最终落到人才本身。需要学习哲学、生态学、生物学、信息科学等多方面知识。信息科学和生物科学的结合,就需要利用机器的语言抽象生命科学的本质问题。产品的实际落地最终需要市场驱动和利益权衡。

刘斌:针对产业化落地中动物监测与保护可以采用多模态数据。使用星空地水下等不同尺度的数据,进行优势互补对多源数据进行融合使用,并重视企业的作用,规划一些服务于野生动物监测领域的产品与技术。

宋霄罡:保护的效果见生态。生态效果,市场驱动,宣传出去,才能吸引人才。

段刚:公司已经完成视频图像分析平台和基于边缘计算的一些平台。

思辨问题三:野生动物监测与保护应用如何反向助推信息领域的技术发展?

郭松涛:生命科学中存在的很多问题需要信息科学来解决,而实际情况下存在的诸多难点也同样为信息科学提出挑战,这些挑战的解决同样也促进信息科学技术的发展。例如:分类和聚类问题是生命学科和信息学科普遍面临的问题,但生命科学的进化分类问题给信息科学中特征的可解释性提出挑战。

周兴社:交叉学科产生新的科学问题进一步推动信息科学的技术突破和创新,也是新的更高层次的人工智能:“数据驱动+机理驱动”的智能科技。

蒋晓悦:野外的环境对信息科学也是一个难点,也是在不断改进方法。针对一些关键性问题,如何在恶劣的环境实现。

思辨问题四:动物保护技术之智?如何基于智能达成智慧、利用智慧促进智能?

马小博:智能与智慧的共同点都是要求智,但是智能强调技术能力,是以信息技术为手段的人类智力表达;智慧强调人性因素,是生命所具有的基于生理和心理的一种高级创造思维能力,包含对自然与人文的感知、记忆、理解、分析、判断、升华等能力,是一种融合人与自然的综合表达。

段明:智能是I can,而智慧是I want

周兴社:未来可期的是人机协同、人机共融的技术发展。

王小凤:“智慧”含有人类知识和经验的因素,“智能”是技术手段。

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   通过多角度思辨,与会专家高度肯定了智能科技助推野生动物智能监测与保护的重要意义,并形成以下共识:

共识1:野生动物智能监测技术和新一代信息技术存在很多共性技术交融点,野外环境的复杂性将反向推动新一代信息技术的突破和创新;

共识2:新一代智能识别与监测的技术范式:“数据+机理驱动”, 研究成果与产品落地应用需要市场驱动和利益权衡;

共识3:智能科技未来发展方向是人机协同、人机共融。

图10

   论坛之后,YOCSEF西安整理了本次论坛成果《野生动物智能监测技术方案建议》,并提交给“大熊猫金丝猴生物多样性国家野外科学观测研究站”。此外,西北大学许鹏飞课题组和中国科学院水生生物研究所段明课题组达成学科交叉合作意向,并将派遣西北大学两名研究生前往中科院水生所开展实质性项目合作。


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