世界上最大的大的都聚蝙蝠群落每年都聚集在贊比亞，研究人員使用人工智能來計算它們。蝙蝠比亞信用:uux.cn/Unsplash/CC0公共領域
（神秘的群落地球uux.cn）據(jù)對話（迪娜·戴克曼，本杰明·科格和羅蘭·凱斯）：在“蝙蝠季節(jié)”參觀贊比亞卡桑卡國家公園的每年們每個人都同意，非洲稻草色果蝠晚上從它們的集贊計算棲息地出現(xiàn)是世界野生動物奇觀之一。蝙蝠(Eidolon helvum)每年10月左右到達卡桑卡。研究這些數(shù)字迅速膨脹，人員人工直到11月份達到頂峰。世界上最使用到了一月份，大的都聚它們又消失了。蝙蝠比亞
一旦他們從驚險場面的群落震驚中恢復過來，每個人都會集中在同一個問題上——到底有多少只蝙蝠？每年們這么多飛出去這么快，好像都數(shù)不過來。集贊計算過去基于視覺計數(shù)的研究估計從100萬到1000萬不等，這表明這項任務有多困難。
為了解決這個問題，我們顯然需要一種新的方法。使用一系列小型攝像機，我們拍攝了蝙蝠離開它們的棲息地，然后開發(fā)了人工智能來計數(shù)它們。這提供了一種廉價、快速和可重復的方法來計算大量移動的動物。
2019年11月，我們對卡桑卡殖民地五天的平均估計是857，233只蝙蝠。這使它成為世界上最大的蝙蝠聚居地之一，也是非洲最重要的聚居地。
下一個問題是我們?yōu)槭裁匆獢?shù)它們。
為什么計數(shù)很重要
過去對這一物種的研究表明，它們提供的生態(tài)系統(tǒng)服務是無與倫比的。它們每晚都在75公里以上的距離上撒播種子——比非洲象遠三倍。更大的群體傳播更多的種子，因此在生態(tài)系統(tǒng)中更有價值。不幸的是，一些地方的蝙蝠數(shù)量正在減少。標準化計數(shù)對于區(qū)分由于人為干擾造成的群體轉移和需要保護管理的群體水平下降至關重要。
計算卡桑卡殖民地的重要性還有另一個原因。非洲稻草色果蝠是該大陸唯一一種長距離遷徙的果蝠。我們還不知道這些遷徙路線的細節(jié)，但每年我們都會看到它們聚集在臨時的聚居地，比如卡桑卡，然后向未知的地方遷徙。它們在這些中途停留地點的時間似乎與當?shù)厥澄锕母叻迤谕剑^大的群體更善于將它們的時間與最佳食物供應相匹配。
所以大的群體意味著更健康、食物更豐富的環(huán)境，也是維持集體遷徙行為的關鍵。
追蹤蝙蝠和了解它們遷徙路線所需的技術仍在開發(fā)中。只研究了少數(shù)個體。然而結果是驚人的。蝙蝠飛到了非洲大陸的許多地方，包括一路飛到了南蘇丹。似乎來自其他幾個聚居地的蝙蝠在一年中的短時間內(nèi)聚集在卡桑卡，可能是為了利用該地區(qū)豐富的水果。
計數(shù)
對于我們的新計數(shù)方法，我們決定以標準方式拍攝蝙蝠的出現(xiàn)，在每個視頻中計數(shù)蝙蝠，然后推斷出總數(shù)。
關鍵是從群體的各個方面收集數(shù)據(jù)。所以我們用九個GoPro相機包圍了蝙蝠森林，瞄準直上。這些小型“頭盔相機”通常用于拍攝極限運動，但也適合記錄在蒼白的夜空下飛行的黑蝙蝠。我們的科學家和護林員團隊會在公園里跑來跑去，在蝙蝠開始飛行之前啟動相機，休息一下，驚嘆蝙蝠群，然后天黑后回來拿相機，同時避開與蝙蝠分享沼澤森林的河馬和鱷魚。
回到小屋后，我們只有時間給電池充電，并下載鏡頭，為第二天的拍攝做準備。
在五天的拍攝中，我們得到了大約45小時的鏡頭。但是我們?nèi)匀灰獢?shù)蝙蝠。
在這些視頻中手動數(shù)蝙蝠是不現(xiàn)實的——它們實在太多了。相反，我們的團隊開發(fā)了一個人工智能(AI)程序，以識別夜空中的蝙蝠，在它們飛過屏幕時逐幀跟蹤它們，并在它們越過中心線時計數(shù)。
人工智能處理一分鐘的視頻需要1.25分鐘。這意味著40小時的錄像需要50小時在電腦上運行。如果一個人在一個視頻幀中花兩分鐘數(shù)完所有的蝙蝠，那么完成這項工作需要13年以上。
我們通過手動計算一些短片來檢查人工智能方法的準確性，發(fā)現(xiàn)它可以檢測到95%的蝙蝠。
然后我們用一點三角學來計算出有多少部分的菌落飛過我們的相機，并推斷出菌落的總大小。單日最高數(shù)量為987114只蝙蝠。
在我們五天的計數(shù)中，我們可能沒有捕捉到最大數(shù)量的蝙蝠群，所以我們可以說，在11月的高峰期，卡桑卡大約有一百萬只蝙蝠。
德州有山洞蝙蝠比較多，但是小很多。稻草色果蝠的Kasanka群體至少是世界上最大的群體(按重量計算)。
未來監(jiān)控
使用廉價的GoPro相機和創(chuàng)新的自動分析使我們能夠建立一種簡單的方法(天氣允許的話)來連續(xù)數(shù)年計數(shù)這種和其他動物群體。我們希望這將使我們能夠確定數(shù)量的變化，為保護工作提供信息。這些都很重要，因為保護卡桑卡群有助于保護整個次大陸的蝙蝠。
農(nóng)業(yè)開發(fā)正在侵占卡桑卡國家公園，該地區(qū)計劃建設一個風力農(nóng)場。這可能會對聚集在這里的蝙蝠數(shù)量產(chǎn)生負面影響。在物種提供生態(tài)系統(tǒng)服務的地方，監(jiān)測對于揭示和防止這些影響至關重要。
希望在未來的許多年里，蝙蝠會繼續(xù)讓卡桑卡的夜空變暗，繼續(xù)它們作為非洲秘密園丁的服務。
作者:綜合
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