從雲端AI守護海龜的家
雲端和AI的應用範圍越來越普及，而應用在生態環保上，除了自動化的優勢，還能加速對海龜巢穴的監測，以及協助追踪海龜掠食者。這些科技上的新發展，讓來自澳洲約克角的原住民巡護員（Indigenous rangers）能明智地採取更迅速的行動，去保護瀕臨生存危機的海龜。
在澳洲昆士蘭州極北端的西約克角地區，當地野豬經常把海龜巢穴內所有的海龜蛋挖出來並吃光。這也代表在保護計劃中，長達50公里的重要海灘之內，每年將有大約2,000隻小海龜會消失。為了有效改善生態危機，澳洲國家科技單位CSIRO（The Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation）、來自約克角Aak Puul Ngantam（APN）保護計畫的原住民巡護員以及微軟，藉由國家環境科學計劃（NESP）合作結盟，三個單位一同研發出世界第一個雲端AI應用系統。
此系統能夠快速分析澳洲北部偏遠海灘的幾千張空拍照，還能辨別出海龜的巢穴，以及他們的掠食者。原先耗時一個月的地面監測工作，現在出動直升機或無人機，結合雲端運算和AI，兩小時之內就能完成。透過海龜巢穴監測，原住民巡護員能更有效地控制掠食者、保護海龜巢穴，也大幅增加了玳瑁（Hawksbill）、平背龜（Flatback）和欖蠵龜（Olive Ridley）孵化存活的機率。
澳洲環境部長蘇珊·萊伊對這個使用無人機和AI技術帶來的環境方案相當歡迎：「這個計畫的確幫助了澳洲的原住民巡護員有效保護海龜的巢穴，讓它們免於野生掠食者的侵害，玳瑁、平背龜及欖蠵龜的幼龜能夠順利回到大海的懷抱。」
「而這個保育項目，只是澳洲政府2.94億的國家環境科學計劃之中，支持科學環境解決方案的眾多案例之一。」
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從雲端保護海龜
目前地球上只有七種海龜，其中六種因為人類、環境及掠食者而面臨生存威脅。儘管海龜是沿海原住民的傳統食物之一，原住民依然在維持海龜們永續生存的數量。不過野豬的掠食狀態就不是那麼好控制了，若無妥善的管理，海龜數量將會大幅減少。目前的方式能有效控制高達90％海龜巢穴被野豬捕食的機率，但巡護員同時也面臨了三大挑戰：如何進入偏遠海灘、野豬掠食海龜巢穴的地點，以及何時掠食。
每年六月份都是海龜的築巢高峰期，之後緊接著雨季。在雨季結束的七月下旬或八月之前，整個海灘都是寬達100公尺，水深及腰的氾濫狀態，人類也因此無法進入海龜棲息的海灘，但巡護員希望能提早監測海灘。海龜巢在產卵後幾天是最為脆弱的，對掠食者來說，此時容易看到母龜的踪跡，剛產下的卵氣味也最濃烈，必須盡早受到保護。
建立於原住民對環境的了解，在微軟 AI for Earth計劃支持下，APN約克角、CSIRO和微軟藉由無人機和直升機空拍照及雲端AI運算，辨認出海龜與掠食者在偏遠海灘的蹤跡。我們也相信，如果掌握更直接、完整的數據，將能夠幫助巡護員、科學家及原住民共同制訂保育計劃，達到保護海龜的目的。
AI演算法加速解讀效率
由於直升機收集的空拍影片需要花費大量時間進行分析，巡護員必須切割原有的工作時間來分析空拍影片。為了加快分析流程，CSIRO尋求微軟幫助，微軟的AI for Earth計畫就此發動。工程師先將圖片上傳到Azure雲端，再開發一系列AI圖片檢測演算法，包括地形分類和追踪掠食者檢測。這兩種演算法都具備高準確性：地形分類在區分海灘、灌木叢和海洋地形的準確率高達90％；而掠食者檢測依據超過45,000張影片的處理與學習，正在逐漸提高準確率。
資料輸入的方式也很簡單，巡護員從無人機或直升機上取下SD卡，把SD卡的資料上傳至文件夾，就會自動進入Azure中進行分析。分析結果會輸入到由CSIRO和微軟使用Power BI開發的數據儀表板，與巡護員透過Nestor應用程式在地面收集的數據同步加總解讀。
澳洲微軟首席技術長Lee Hickin表示：「系統的原型在短短幾週內發展完成，由微軟內部的小團隊與CSIRO及APN Cape York合作，使用一系列Azure服務所研發，並使用機器學習來訓練和完善模型。」他繼續補充道：「由CSIRO和微軟建構的數據儀表板，能將空拍畫面的分析結果疊加到現有數據，使巡護員能夠迅速採取行動，以確保得到最好的結果。」
以科技守護自然的永續之旅
CSIRO研究科學家Justin Perry博士表示：「我們利用微軟AI，分析掠食者軌跡和巢穴位置的照片，並使用Power BI儀表板，即時與巡護員分享分析結果。耗時一個月的工作內容現在兩小時內就能完成，還能夠監測比以往多兩倍的海岸線長度範圍。」
「透過這次合作機會，每個季節已經有20,000隻孵化的小海龜成功返回大海，讓生態系逐漸回復穩定。因為有AI這樣的新技術，並在正確時刻發揮關鍵作用，才能讓海龜免於瀕臨絕種的威脅。」
約克角自然資源管理公司的生物多樣性與消防計劃經理Kerri Woodcock表示：「這是一個由原住民主導的瀕危物種計劃，並且有我們可以解讀的數據結果。巡護員不僅監測到海龜進入海灘與產卵的數量，同時也同步統計遭掠食的數量，再實施控制辦法，確保更多的海龜巢穴得以倖存。」
此計劃是在澳洲原住民族群Bininj的共同研究人員、原住民巡護員、CSIRO、NESP、卡卡杜國家公園（Kakadu National Park）和微軟AI for Earth計劃共同開展的「健康國家合作夥伴計劃」上進行。目前卡卡杜國家公園已經使用雲端運算和AI，來監測入侵雜草的擴散，並協助原住民巡護員管理國家公園，讓鵲鵝回歸棲息地。
這項技術的最新應用可以對自動化再進行反覆細化，解決來自不同環境和地形的挑戰。CSIRO研究科學家Justin Perry博士表示：「下一個階段就是繼續開發彈性且合適的環境管理工具。」這項研究已經把海龜被掠食的機率降低到30％以下，CSIRO和APN Cape York都認為，此計畫將持續維護海龜生態。
若欲瞭解原文，請至微軟官方部落格參考。
This is AI in action, AI for good.
