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Oct. 24 2023

AI聽聲辨184種野生動物 生多所「SILIC」系統免費開放

  • 農業部生物多樣性研究所公布「生物音智慧辨視與標記系統」,由右而左:生多所長楊嘉棟、吳世鴻、棲地生態組長林瑞興。圖片來源:農業部提供。

    農業部生物多樣性研究所公布「生物音智慧辨視與標記系統」,由右而左:生多所長楊嘉棟、吳世鴻、棲地生態組長林瑞興。圖片來源:農業部提供。

  • 繡眼畫眉是泰雅族以Siliq稱之,象徵靈鳥。圖片來源:農業部生物多樣性研究所。攝影:吳世鴻

    繡眼畫眉是泰雅族以Siliq稱之,象徵靈鳥。圖片來源:農業部生物多樣性研究所。攝影:吳世鴻

  • 臺灣36種蛙類,希利克已能辨識32種。圖為拉都希氏赤蛙。圖片來源:農業部生物多樣性研究所。攝影:汪仁傑

    臺灣36種蛙類,希利克已能辨識32種。圖為拉都希氏赤蛙。圖片來源:農業部生物多樣性研究所。攝影:汪仁傑

  • 生多所與玉山國家公園合作設置的自動錄音機,透過SILIC分析,已辨識出鳥音超過600萬筆,成為全球以音監測生態成為進入資料庫第一樁。示意圖。圖片來源:玉山國家公園

    生多所與玉山國家公園合作設置的自動錄音機,透過SILIC分析,已辨識出鳥音超過600萬筆,成為全球以音監測生態成為進入資料庫第一樁。示意圖。圖片來源:玉山國家公園

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環境資訊中心 特約記者廖靜蕙 報導

在野外只聞蛙鳴鳥叫,卻未能一睹風采,有什方法得知牠是誰呢?現在讓人工智慧(AI)透過聲音告訴大家!農業部生物多樣性研究所發布「生物音智慧辨視與標記系統」(SILIC),已能識別184種臺灣野生動物聲音,包括可愛的鳥類和神秘的蛙類,誤差低於5%,生態監測除了攝影圖像,如今也能透過聽聲辨物。

農業部生物多樣性研究所公布「生物音智慧辨視與標記系統」,由右而左:生多所長楊嘉棟、吳世鴻、棲地生態組長林瑞興。圖片來源:農業部提供。

農業部生物多樣性研究所公布「生物音智慧辨視與標記系統」,由右而左:生多所長楊嘉棟、吳世鴻、棲地生態組長林瑞興。圖片來源:農業部提供。

AI聽聲辨識系統又名「SILIC 期解讀大自然採取正確行動

由動物、地質及人為聲音所組成的環境聲音,稱為「聲景」,即蘊藏了大量的生物資訊,在生態調查形成一片藍海,等待解密。鳥類等諸多動物都會發出聲音,因此研究人員得以透過野外架設自動錄音機,再從錄音檔中分析出這些動物的訊息。

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農業部生物多樣性研究所副研究員吳世鴻於2019年啟動計畫,目的是解答長期研究獲得的音檔資料。事實上,生多所自2020年起,已陸續在全臺各地架設超過50臺錄音機,至今已收錄將近16萬小時的錄音資料,是重要的生物多樣性資訊來源。

傳統的做法是由資深鳥友一個一個辨識,吳世鴻則利用程式累積成人工智慧(AI),過去需成千上萬筆資料才能訓練一個準確的物種辨識AI,他開發的AI系統則僅僅需要100筆資料。「這比已知的系統更有效率。」吳世鴻說。

這些資料來自各個公開資料庫,由專家學者及一群公民科學家長期輸入資訊,如iNaturalist、eBird、xeno-canto、農業部林業試驗所資料庫以及東華大學自然資源與環境學系副教授楊懿如網站等,這些音檔努力成就了「生物音智慧辨視與標記系統」。

生物音智慧辨視與標記系統英文為Sound Identification and Labeling Intelligence for Creatures,縮寫為「SILIC」發音近似泰雅語「Siliq」,中文譯音「希利克」。Siliq是泰雅族稱呼繡眼畫眉這種小型雀鳥的方式。臺灣許多原住民族群認為希利克是聰明的靈鳥,常以希利克的叫聲和行為來判斷行事的吉凶,也就是「鳥占」。

繡眼畫眉是泰雅族以Siliq稱之,象徵靈鳥。圖片來源:農業部生物多樣性研究所。攝影:吳世鴻

繡眼畫眉是泰雅族以Siliq稱之,象徵靈鳥。圖片來源:農業部生物多樣性研究所。攝影:吳世鴻

「生多所也以此期許SILIC,幫助人們解讀大自然的訊息,引導人們採取正確的行動,邁向更美好永續的未來。」生多所長楊嘉棟說。

聽懂百種陸域野生動物聲音 人煙罕至之處也能監測

SILIC已能辨識臺灣184種陸域野生動物聲音,包括141種鳥類、32種蛙類、10種哺乳類及疣尾蝎虎(壁虎),且持續增加中。辨識率超過9成,且每分鐘可處理1小時以上的錄音檔,速度之快遠超過人工作業。當研究人員將野外取得的音檔輸入SILIC,就會跑出「頻譜圖」,再透過「CNN卷積神經網路物件偵測模型」分析聲音來源物種、時間和數量。

臺灣36種蛙類,希利克已能辨識32種。圖為拉都希氏赤蛙。圖片來源:農業部生物多樣性研究所。攝影:汪仁傑

臺灣36種蛙類,希利克已能辨識32種。圖為拉都希氏赤蛙。圖片來源:農業部生物多樣性研究所。攝影:汪仁傑

吳世鴻是鳥類研究人員,擁有東華大學自然資管理研究所碩士學位,現正攻讀中山大學生物科學系博士,電腦程式端賴自學。

雖說,SILIC仍處於起步中的新工具,不過這兩年使用的單位快速增加中。例如協助高雄市野鳥學會、嘉義大學、屏東科技大學等單位利用SILIC分析草鴞聲音,監測草鴞分佈與活動狀態;協助東華大學、高雄醫學大學及進行生態監測的民間團體,利用SILIC進行鳥類及蛙類等動物生態調查及研究。從大量的野外錄音資料中,也成功提取超過1400萬筆鳥類聲音。

在與玉山國家公園合作設置的自動錄音機,已辨識出鳥音超過600萬筆,精確率高達95%,也是全球第一份由AI辨音,並對外開放的物種出現紀錄資料集,SILIC辨識的訊息,正式進入生物多樣性資料庫,並發表為論文。他粗估,全臺至少有100臺野外錄音機為生態服役中,所得資料都能藉由SILIC解答一部分謎底。

生多所與玉山國家公園合作設置的自動錄音機,透過SILIC分析,已辨識出鳥音超過600萬筆,成為全球以音監測生態成為進入資料庫第一樁。示意圖。圖片來源:玉山國家公園

生多所與玉山國家公園合作設置的自動錄音機,透過SILIC分析,已辨識出鳥音超過600萬筆,成為全球以音監測生態成為進入資料庫第一樁。示意圖。圖片來源:玉山國家公園

楊嘉棟指出,自動錄音機架設容易,SILIC又可以自動分析,讓研究人員有了一個經濟高效的方法,解決以往難以克服的問題。楊嘉棟即舉例,將錄音機架設在深山或海島等,研究人員難以經常造訪之處;或用於夜行性動物監測,擴展生態研究版圖。

「我們希望SILIC不只能對生態研究人員有所助益,更期望推廣運用到環境影響評估、公共工程生態檢核、生態服務給付、企業ESG(兼顧生態及社會的治理)等領域,共同為保護臺灣生態環境盡一份心力。」楊嘉棟表示,SILIC是完全免費的工具,一般民眾到網站按圖索驥、找尋答案,歡迎多加利用。

 

本文轉載自「環境資訊中心」網站,內容由許多專家學者及民間環團,提供國內外環境教育與環保資訊;主題涵蓋全球變遷、溫室氣體控制、環保生活、環境汙染防治、生態保育、能源節約與能源效率、綠建築等各面向。期許能替沒有選票的山林、濕地、海洋、土地發聲。

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