文圖 / 王治鈞

保護雨林 刻不容緩

雨林是靠近赤道附近的森林生態系統，在赤道所經過的非洲、亞洲和南美洲都有大片的雨林，這是地球生物賴以生存的寶貴資源之一。

然而，在過去的百年裡，熱帶、溫帶雨林卻遭受到了人類的大肆砍伐和破壞，曾經覆蓋著14%地球土地表面的雨林，現在只剩下6%，全世界雨林覆蓋區域面積依然在不斷萎縮、迅速消失，生活在其中的物種正面臨失去棲息地而滅絕的危險，生物多樣性遭到嚴重威脅。

非法砍伐是造成雨林消失的主要原因之一。

盜砍盜伐破壞雨林，會對氣候變化和野生動植物造成嚴重威脅，因此，如何遏制打擊盜伐者，成為拯救熱帶雨林的大難題。

雨林中的盜伐者

有人突發奇想，將廢棄手機“變廢為寶，並利用手機裝置去監聽、用程式去分析森林裡的聲音，裝置監聽到電鋸聲後自動觸發警報，通報給護林員準確的地址。

變廢為寶

擁有物理學和工程學學歷的託弗·懷特從工程師角度多番思考這個問題：如果想低成本地建立一個阻止非法砍伐的系統，那首先要幫助護林員們知道森林裡發生了什麼事。

託弗構想的系統工作原理

託弗發現這片雨林裡擁有良好的手機訊號，那是否可以利用手機裝置去監聽、用程式去分析森林裡的聲音，裝置監聽到電鋸聲後自動觸發警報，通報給護林員準確的地址呢？說幹就幹。在託弗構想的系統中，當森林中的電鋸聲被聽見的那一刻，這個裝置就會擷取電鋸聲，透過現有的標準GSM手機網發出警示給當地的護林員，這樣，護林員們就可以即時出現、阻止非法砍伐了。

不過，實施這個專案也存在一定挑戰：

即如何在高溫、高溼和沒有固定電源的環境下收集和傳輸聲音資料？

重新設計一款裝置肯定是昂貴的，於是他想到了一個

最便宜、最迅速的方法——舊手機。

如果樹上的裝置是舊手機的話，成本將會變得相當低——因為手機中的聲音感測器不需要重新設計就可以直接拿來聆聽森林的聲音。另外，每年全球都有幾億只舊手機被丟棄，變廢為寶才是舊手機最佳的處置方法。

被丟棄的舊手機

託弗·懷特及其製造設計的森林“報警器”

託弗按照雨林溼熱氣候設計了一個手機保護盒，為了解決充電問題，他在家裡設計了一個獨特的太陽能充電面板

（這也是工業生產過程中回收的剩料副產品），使該裝置能夠在樹冠下透過太陽能發電，從而使所有裝置能夠持續使用，而不用頻繁帶回基地充電。

從遠處看來，這個裝置在樹冠下相當不起眼，但它們卻能接收到遠至1000米處的電鋸聲，範圍可覆蓋約3平方千米。做完第一個測試版後，託弗把它帶到印度尼西亞一個經常遭到盜砍盜伐的長臂猿保護區，安裝完第二天，這個裝置就獲取到非法砍伐的電鋸聲，並即時發出了第一封電子郵件。收到這封警示電郵，託弗立刻動身去阻止那些伐木者。他和同伴的到來讓盜木者們吃了一驚，畢竟他們之前從來沒有被發現過。

掛在樹上的裝置

這次的成功實踐使託弗確信這套簡易系統是切實可行的，一旦通報時間縮短，就可以在伐木卡車進入林區附近、或是鋸木聲響起時及時制止，從而大幅降低巡邏守林員的成本和風險。很快，這件事就在網路上傳開了，來自世界各地的人透過電子郵件和打電話諮詢，希望也能安裝這套“報警器”。

和全球多個雨林管理機構溝通後，

託弗確認了在很多深受盜伐者困擾的雨林周邊地區其實是有手機訊號的，

更令人驚喜的是世界各地的環境保護組織和一些有環保意識的人都願意免費為他提供舊手機以進行裝置的改造。

平臺和挑戰

託弗認為他最初設計的版本其實並不是什麼高科技解決方案，只是就地取材。透過用工程師思維來思考，他相信，即便是不使用手機，總會有足夠的東西讓人們建構相似的解決方案，並在新環境中發揮良好的作用。

為了持續改進這個裝置，服務更多雨林，託弗成立了一個非盈利政府組織——Rainforest Connection（RFCx）雨林保護組織，他大量回收舊手機，對已有的裝置進行升級改造。與此同時，隨著裝置的增多，專案越來越複雜，RFCx也面臨很多技術挑戰。比如，

如何在後端平臺上安全有效地儲存和管理這些龐大且不斷增長的資料？如何對這些資料進行實時、快速的分析，並準確告知進行日誌記錄的位置……面對如此龐大的資料管理與演算法最佳化，必須採用系統性的技術支援來提升創新方案，

但這明顯超出了這個非政府組織的能力，於是一些科技企業，比如谷歌（Google）和華為，也開始參與其中。

RFCx的一些專案曾和谷歌合作，實時分析音訊資料，識別卡車、電鋸等與砍伐有關的聲音，同時透過聲音記錄瞭解雨林生物的行為；

RFCx開發了一套以華為手機裝置為核心的太陽能式雨林監聽系統，名為“守衛者（Guardian）”。

這些守衛者散佈在雨林各地，能夠在高溫高溼、烈日暴雨等極端環境下保持24小時不間斷通話，從而監聽熱帶雨林中密集而繁複的聲音，並將資料實時傳遞到雲端搭載了人工智慧系統的伺服器中。一旦監測系統發現盜伐異響，比如電鋸或卡車聲，便會第一時間將具體盜伐定位推送給當地的護林員，幫助他們快速進行搜查。此外，RFCx也正和華為展開一系列密切合作，開發包括採集裝置、儲存服務、智慧分析的創新平臺，利用系統的人工智慧技術幫助讀懂動物的聲音，從而為瀕危動物提供援助。

人工智慧帶來的新提升

現如今，RFCx正在使用更好的技術來幫助保護雨林。

對於RFCx已經收集多年的錄音資料，華為幫助調整這些資料中的電鋸監測模型精度。比如在初期版本中，根據雨林組織的反饋，蚊子的聲音經常被誤報成電鋸聲，人耳也很難分辨出這兩種聲音。對這類誤報資料，RFCx開始利用蚊子聲音資料對模型進行重新訓練。經過反覆測試與提煉，最新的模型應用可以探測到96%的電鋸事件。隨著模型的不斷改善與最佳化，發生錯誤警報的情況也越來越少。

哥斯大黎加雨林中的蜘蛛猴

有了AI科技的助力，採用相同技術可以更快分辨電鋸、鳥類和其他動物的聲音，對聲音的研究是一種新的科學工具。生物學家和生態學家在很多場合都可以利用這套系統，無論是在人跡罕至的雨林，還是倫敦的公園，甚至託弗披露有一些請求是希望將裝置用於監聽城市裡的槍聲，或者用於追蹤非法漁船。

此外，在哥斯大黎加雨林專案裡，除了盜伐行為，蜘蛛猴等瀕危物種成為另外的研究物件。

華為與RFCx構建了蜘蛛猴語言智慧分析模型，透過AI技術來識別它的叫聲並實時傳送精準定位。

為了更好地保護雨林，我們採取了各種切實可行的措施和技術，但這還遠遠不夠，還需要政府、企業和民眾等多方的關注和參與。

本文來自《知識就是力量》雜誌，原標題《用聲音監控來拯救雨林》，作者王治鈞，有刪改，原創作品轉載請註明來源。