世界上最大的蝙蝠群落每年都聚集在赞比亚，研究人员使用人工智能来计算它们
世界上最大的蝙蝠群落每年都聚集在赞比亚，研究人员使用人工智能来计算它们。信用:Unsplash/CC0公共领域
（蜘蛛网eeook.com）据对话（迪娜·戴克曼，本杰明·科格和罗兰·凯斯）：在“蝙蝠季节”参观赞比亚卡桑卡国家公园的每个人都同意，非洲稻草色果蝠晚上从它们的栖息地出现是世界野生动物奇观之一。蝙蝠(Eidolon helvum)每年10月左右到达卡桑卡。这些数字迅速膨胀，直到11月份达到顶峰。到了一月份，它们又消失了。
一旦他们从惊险场面的震惊中恢复过来，每个人都会集中在同一个问题上——到底有多少只蝙蝠？这么多飞出去这么快，好像都数不过来。过去基于视觉计数的估计从100万到1000万不等，这表明这项任务有多困难。
为了解决这个问题，我们显然需要一种新的方法。使用一系列小型摄像机，我们拍摄了蝙蝠离开它们的栖息地，然后开发了人工智能来计数它们。这提供了一种廉价、快速和可重复的方法来计算大量移动的动物。
2019年11月，我们对卡桑卡殖民地五天的平均估计是857，233只蝙蝠。这使它成为世界上最大的蝙蝠聚居地之一，也是非洲最重要的聚居地。
下一个问题是我们为什么要数它们。
为什么计数很重要
过去对这一物种的研究表明，它们提供的生态系统服务是无与伦比的。它们每晚都在75公里以上的距离上撒播种子——比非洲象远三倍。更大的群体传播更多的种子，因此在生态系统中更有价值。不幸的是，一些地方的蝙蝠数量正在减少。标准化计数对于区分由于人为干扰造成的群体转移和需要保护管理的群体水平下降至关重要。
计算卡桑卡殖民地的重要性还有另一个原因。非洲稻草色果蝠是该大陆唯一一种长距离迁徙的果蝠。我们还不知道这些迁徙路线的细节，但每年我们都会看到它们聚集在临时的聚居地，比如卡桑卡，然后向未知的地方迁徙。它们在这些中途停留地点的时间似乎与当地食物供应的高峰期同步，较大的群体更善于将它们的时间与最佳食物供应相匹配。
所以大的群体意味着更健康、食物更丰富的环境，也是维持集体迁徙行为的关键。
追踪蝙蝠和了解它们迁徙路线所需的技术仍在开发中。只研究了少数个体。然而结果是惊人的。蝙蝠飞到了非洲大陆的许多地方，包括一路飞到了南苏丹。似乎来自其他几个聚居地的蝙蝠在一年中的短时间内聚集在卡桑卡，可能是为了利用该地区丰富的水果。
计数
对于我们的新计数方法，我们决定以标准方式拍摄蝙蝠的出现，在每个视频中计数蝙蝠，然后推断出总数。
关键是从群体的各个方面收集数据。所以我们用九个GoPro相机包围了蝙蝠森林，瞄准直上。这些小型“头盔相机”通常用于拍摄极限运动，但也适合记录在苍白的夜空下飞行的黑蝙蝠。我们的科学家和护林员团队会在公园里跑来跑去，在蝙蝠开始飞行之前启动相机，休息一下，惊叹蝙蝠群，然后天黑后回来拿相机，同时避开与蝙蝠分享沼泽森林的河马和鳄鱼。
回到小屋后，我们只有时间给电池充电，并下载镜头，为第二天的拍摄做准备。
在五天的拍摄中，我们得到了大约45小时的镜头。但是我们仍然要数蝙蝠。
在这些视频中手动数蝙蝠是不现实的——它们实在太多了。相反，我们的团队开发了一个人工智能(AI)程序，以识别夜空中的蝙蝠，在它们飞过屏幕时逐帧跟踪它们，并在它们越过中心线时计数。
人工智能处理一分钟的视频需要1.25分钟。这意味着40小时的录像需要50小时在电脑上运行。如果一个人在一个视频帧中花两分钟数完所有的蝙蝠，那么完成这项工作需要13年以上。
我们通过手动计算一些短片来检查人工智能方法的准确性，发现它可以检测到95%的蝙蝠。
然后我们用一点三角学来计算出有多少部分的菌落飞过我们的相机，并推断出菌落的总大小。单日最高数量为987114只蝙蝠。
在我们五天的计数中，我们可能没有捕捉到最大数量的蝙蝠群，所以我们可以说，在11月的高峰期，卡桑卡大约有一百万只蝙蝠。
德州有山洞蝙蝠比较多，但是小很多。稻草色果蝠的Kasanka群体至少是世界上最大的群体(按重量计算)。
未来监控
使用廉价的GoPro相机和创新的自动分析使我们能够建立一种简单的方法(天气允许的话)来连续数年计数这种和其他动物群体。我们希望这将使我们能够确定数量的变化，为保护工作提供信息。这些都很重要，因为保护卡桑卡群有助于保护整个次大陆的蝙蝠。
农业开发正在侵占卡桑卡国家公园，该地区计划建设一个风力农场。这可能会对聚集在这里的蝙蝠数量产生负面影响。在物种提供生态系统服务的地方，监测对于揭示和防止这些影响至关重要。
希望在未来的许多年里，蝙蝠会继续让卡桑卡的夜空变暗，继续它们作为非洲秘密园丁的服务。
