研究人员使用一种类似于面部识别的人工智能照片扫描工具发现，过去十年间，北太平洋座头鲸的数量下降了 20%。研究人员指出，与气候变化相关的热浪可能是罪魁祸首。这些研究结果于本周发表在《皇家学会开放科学》杂志上，使用了由人工智能驱动的图像检测模型来分析 2001 年至 2022 年间拍摄的 20 多万张座头鲸照片。
用于识别人类的面部识别模型一直受到研究人员和倡导者的批评，他们表示这些模型在准确识别非白人群体方面存在困难。在本例中，扫描座头鲸照片的模型被训练来识别鲸鱼背鳍上独特的标识符。这些标识符就像鲸鱼独一无二的指纹，可能包括疤痕、色素沉着的变化、伤痕以及整体大小。研究人员利用成功的照片匹配来估算座头鲸的数量随时间的变化。
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由科学家和观鲸者拍摄的鲸鱼尾巴图像被一个名为 HappyWhale 的非营利组织存储，该组织自称为“迄今为止为海洋哺乳动物建立的最大的个体识别资源”。HappyWhale 鼓励普通“公民科学家”拍摄他们看到的鲸鱼照片并上传到其不断增长的数据库中。照片包括鲸鱼被发现的数据和地点。
从那里，用户可以追踪他们拍摄的鲸鱼，并为研究人员用于更准确地了解该物种的数量和迁徙模式不断增长的数据集做出贡献。在此人工智能辅助方法之前，专家们不得不费力地梳理单独的鲸鱼尾巴照片，用肉眼寻找相似之处，这个过程既费时又耗力。图像匹配技术加快了这一过程，为研究人员争取了更多时间来调查数量数据中的变化。
“拥有这样的算法极大地加快了信息收集过程，希望能加速及时的管理行动，”夏威夷大学马诺阿分校的博士生 Philip Patton 在一次之前的采访中说，他曾使用过该工具。
研究将座头鲸数量下降与气候变化联系起来
座头鲸曾濒临灭绝，但在商业捕鲸活动被禁止的 40 年里，它们的数量有所增长，以至于到 2016 年，这些巨大的哺乳动物从美国的濒危物种名单中被移除。但这种复苏可能不会长久。研究人员分析鲸鱼数据估计，其数量在 2012 年达到顶峰，约为 33,488 头。然后，数量开始下降。从 2012 年到 2021 年，鲸鱼数量下降到 26,662 头，下降了约 20%。研究人员表示，这种下降趋势与创纪录的热浪同时发生，这提高了海洋温度，并可能“改变了物种恢复的进程”。
那场历史性的热浪导致海面温度上升，营养丰富的水域减少，进而导致浮游生物生物量减少。这些变化导致食物链受到更大干扰，研究人员表示，这限制了鲸鱼获取磷虾和其他食物来源。虽然他们承认船只碰撞和缠绕可能导致了一些数量的下降，但研究人员表示，这些因素无法解释全部下降。
研究人员写道：“这些进展已将丰度估计范式从数据稀缺和定期研究转变为对整个海洋盆地人口进行持续且可访问的时间跟踪。”
面部识别可以揭示动物的数量
鲸鱼不是唯一一种其照片通过图像检测算法处理的动物。科学家们使用各种形式的技术来研究牛、鸡、鲑鱼和狐猴等物种的数量。虽然主要用作保护和数量估计的辅助手段，但据报道，一些研究人员已使用该技术分析家畜绵羊的面部表情，以确定它们在特定情况下是否感到疼痛。其他人则使用照片匹配软件来尝试寻找丢失的宠物。
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这些以及其他例子突显了能够筛选大量图像数据库的图像和模式匹配算法的优势。在保护方面，这些技术实现的准确数量估算有助于告知某些物种是否需要濒危分类或其他资源来帮助维持其健康数量。
