2016年可以说是当之无愧的人工智能(AI)年。AI在大数据、机器学习、计算效率,以及远超人类精确度的算法等方面的创新和优势,给我们的日常生活带来种种便利。和人工智能联手,人类现在可以轻松完成更多的工作。
让AI帮我们订购食品、做备忘录或打游戏等,实在是太大材小用了。AI的超强能力,还能帮助人们处理世界最难最紧急的问题。而其中最基本的一个问题是,如何阻止生物多样性毁灭性地持续下降。
摆在眼前的事实是,物种灭绝的速度很快,比人类灭绝的速度至少要快1000倍。而这些物种的灭绝对于人类赖以生存的生态环境来说,会是致命的打击。物种的缺失会严重导致授粉环节停滞,我们的农业系统就会濒临崩溃;生活中必不可少的饮用水与森林、湿地的质量有着紧密的联系,而森林和湿地质量的好坏,又取决于一张复杂的物种关系网络。
还有更让人担忧的。有科学家预计,世界上会有1000万物种会灭绝,但他们总共列出其中的150万种,目前还未能详细地说出剩余将会灭绝的物种。还有一些科学家预计,灭绝的物种将会达到5000多万。按这个预计,《世界自然保护同盟濒危物种红色名录》里列出的濒危动物,仅为估算数字的1%,甚至更低。
可惜的是,要查清所有可能灭绝的物种,以目前我们的技术,至少还要500年! 等科学家们弄清时,大多数的物种差不多已经灭绝了。
这个过程之所以这么慢,是由两个因素引起的。一是资金:若想加快查清灭绝物种这个过程,希望在50年之内完成,那么每年需要花大约10亿美元。二是时间:对已有数据的采集、归类、分析需要耗费大量的时间和精力,而要采集新发现濒危物种的数据,则需要耗费更多的时间。
幸运的是,AI和一些相关的技术不但能帮助我们降低成本,而且可以更高效地解决这个问题。目前,我们的硬件设施成本越来越低廉,可以让我们在地面、动物身上、天上、甚至是太空,有效地部署监控系统。先前的研究表明,我们可以通过一些公式对这些监控系统中的数据进行筛选。这样一来,我们就能和机器一起,辨认观察由远程设备捕捉到的植物、鸟类、鱼类和其他物种。而且,我们每天都在探寻运用这些技术的新方法。比如,微软正在用蚊子类有机物做实验,把蚊子看成小的、自力更生的数据收集设备,通过分析它吸食哪些其他物种,来观察我们的生态系统。
AI技术还能帮助我们理解土地利用模式。目前,微软和其他团队正试验将高分辨率图像转变成土地覆盖图。这种土地覆盖图会给我们提供一种史无前例的视野,让我们了解那是什么,它又是如何演变的。有了这种土地覆盖图,政府、组织机构和研究人员就能得到更多的信息,从而采取更有力的保护措施。如通过对非洲大草原的象群数量覆盖调查,发现生活在那里的大象数量7年间下降了30%。各方融合这些信息后,可以知道何时、何地及如何更有效地去配置保护措施,而这些新的信息又会反馈到AI系统,使AI变得更加聪明。这就形成了一个良性的学习循环。
现在我们知道,AI技术能帮助我们制造一个数字化生态仪表盘,让我们能以前所未有的方式,对生态环境进行监督、规范和管理。而考虑到时间紧迫、资源稀缺,我们必须马上对AI技术进行深入的目的性研究。我们需要更多的信息,以及更实质性的方法。联合国近日就宣布,要在2019年发表《地球生物多样性和生态系统评估》,而上一次的全球评估是在2004年。
那么,我们究竟如何将这种设想变为现实呢? 目前,我们刚刚迈出第一步——了解了人类和机器能够共同完成保护生物多样性的目标,而要领悟整个过程,需要政府、学术界还有各行业坚持不懈的努力。这必将不是一个简单的探索之旅,但有AI对人类和我们自然系统的支持,一定会让地球拥有一个更加美好和健康的未来。
(原文作者卢卡斯·约帕博士系微软环境科学家)