在野生动物园里 ， 有游客想深入了解动物个体的生活历史 ， 它的父亲是谁 ， 它的孩子是谁；有的像猫一样高冷 ， 有的像狗一样黏人……这样的科普体验 ， 会比走马灯式的观看有趣得多 。
郭松涛设想过这样一个场景：在动物园或是野外 ， 拿起手机对着活蹦乱跳的动物一扫 ， 屏幕上就会跳出它们的姓名、性别、兴趣爱好等 ， 游人会对这些动物了解得更多 。
郭松涛是西北大学生命科学学院教授 ， 近日 ， 他带领的科研团队成功研发了“猴脸识别技术” 。 虽然叫做猴脸识别 ， 但它实际可以识别包括川金丝猴在内的41种灵长类动物 ， 其中 ， 秦岭川金丝猴的识别成功率达到95.6% 。 此外 ， 这项技术还可识别熊、老虎等4种肉食性动物 。
郭松涛告诉新京报采访人员 ， 目前的猴脸识别技术主要利用神经网络算法 ， 通过对猴脸的器官布局、毛发、纹理等整体进行特征提取 ， 对比模型库信息进行识别 ， 并自动录入新个体数据 。 这项技术不仅可以用于野生动物的行为生态、科普、保护 ， 还可为精细化管理家养动物等应用开辟广阔前景 。
“我们的技术是2020年8月公开发表的 ， 软件是今年2月做好的 。 现在正在局部试点 。 ”郭松涛说 。
走上六七个小时 ， 只有一两个小时能看到猴子
新京报：猴脸识别技术最早应用于秦岭川金丝猴 。 作为一名动物学领域学者 ， 你是如何与这种国家一级保护动物结缘的？
郭松涛：2001年我考上了西北大学动物学研究生 ， 那之后就跟着导师李保国教授跑野外 ， 观察野生金丝猴 。 你能看到100多只猴子在你头顶跳跃 ， 在那里玩耍 ， 我要坐在那儿 ， 屏着气 ， 希望它们在我身边多待一会儿 。 即便几分钟也会让我心跳加速 。
那段时间我们跟野生金丝猴跟了一年 ， 发现它们的活动范围大概是20平方公里 。
其实在野外跟猴子还是很辛苦的 ， 我们穿一种军用陆战靴 ， 靴子很重 ， 底子厚 ， 结实耐磨 。 一般人一双陆战靴能穿一辈子 ， 但我上硕士一年穿坏了三双陆战靴——猴子到哪我就到哪 ， 山上都是石头 。
为了跟猴子 ， 在野外极端环境下生存是工作常态 。 秦岭冬天夜里下雪 ， 零下十几摄氏度 ， 冷得睡不着 ， 起来在山上现找木材烤火 。 要像烤土豆那样 ， 烤了身前 ， 还得烤烤身后 。 给猴子采样时 ， 照相机在低温状态都不工作了 ， 我们就要把电池拿出来 ， 放在怀里暖一暖 。
至于伙食 ， 早年我们会带一个大搪瓷杯 ， 跟现在碗的口径一样大 。 米倒在里面 ， 放点水 ， 盖上盖子 ， 把搪瓷杯放在烧红的木炭上 ， 很快米就焖熟了 ， 而且很好吃 。
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郭松涛近距离观察野生金丝猴 。 受访者供图
新京报：是什么契机让你与计算机科学领域的学者联合 ， 做“猴脸识别技术”研究呢？
郭松涛：西北大学是综合性大学 ， 生命科学学院和信息科学与技术学院的老师住在一起 。 2016年前后 ， 一些年轻老师在一块吃饭聊天 ， 说起各自的研究领域 ， 我说我在研究猴子 ， 一个信息科学的老师说他在研究图像识别 。 我知道人脸识别 ， 所以一下有了这个想法 ， 问他图像识别能不能用到猴脸上 。
新京报：其实除了人脸识别 ， 现在还有猪脸识别 ， 在一些养猪场得到应用 。 与人脸、猪脸识别相比 ， “猴脸识别技术”的研发存在哪些难点？
郭松涛：猪是家畜 ， 主要是采样相对容易 ， 野生动物一个很大的问题是不好找 。 我上研究生时在秦岭做研究 ， 夏天一天走六七个小时找金丝猴 ， 只有一两个小时能看到 。 有时甚至一走一天 ， 却只能远远地拿单筒望远镜看一下 。
还有就是野生动物不配合人的采样 。 所有野生动物见到陌生人的第一反应是逃跑 ， 能跑多远跑多远 ， 所以刚开始肯定是拍不到的 。 要想保证精准拍到野生动物 ， 就要让它习惯拍摄者的出现 。
新京报：那要怎么让野生动物习惯人的出现呢？
郭松涛：我专门去非洲看过黑猩猩 ， 那里的当地人可以和野生动物近距离接触 ， 动物不太怕人 ， 你甚至可以离黑猩猩几米远去观察它 。
但中国的灵长类动物里 ， 除了猕猴 ， 其它都是濒危的一级保护动物 ， 没有这样的条件 。 所以我们既要在野外尽可能近地接触它们 ， 又要尽可能少地影响它们的行为 。 接触到一定程度时 ， 可以进行招引性投食 ， 最常见的是投食玉米 。 这不是为了让它吃饱 ， 而是为了便于我们近距离观察 。
所以投喂是一个非常谨慎的操作过程 ， 比如一天投喂玉米只能有半小时 。 很多猴子同时来吃 ， 每只分到的数量很少 。 为避免影响它们的觅食行为 ， 我们还经常变换投食地点 。
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在郭松涛团队的努力下 ， 精准地拍下了大量野生猴子照片 。 受访者供图
识别成功率或将接近100%
新京报：金丝猴的脸部毕竟与人脸不同 ， 技术研发时要抓住哪些面部特征？
【技术|“猴脸识别技术”负责人：可识别41种灵长类、4种肉食性动物】郭松涛：对人来说 ， 动物间的个体差异较难分辨 ， 你会觉得它们长得很像 。 但我们的识别技术利用神经网络算法深度学习 ， 可以找出其中的区别 。
具体来说 ， 哺乳动物虽然长得不一样 ， 但头部器官分布比较相似 ， 面部特征是有共性的 ， 所以我们选择抓住物种的面部特征 。 但这又与人脸识别存在差异 。 比如对金丝猴要进行整个面部识别 ， 包括它的器官布局、毛发、纹理等 ， 是整体图像的特征抓取 。 另外 ， 从自然环境中自动找到、识别出猴子并跟踪它们 ， 也是很复杂的物体识别过程 。
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郭松涛拍摄的野生金丝猴 。 受访者供图
新京报：从目前的研究情况看 ， 这项技术对秦岭川金丝猴的识别率是多少？
郭松涛：识别成功率大于95% ， 这是我们之前公布的测试数据 。
其实猴脸识别系统有一大优点 ， 它有自我学习功能 。 随着数据量的增加 ， 越训练 ， 它的识别能力就越强、精度就越高 。 理论上讲 ， 识别成功率可以接近100% 。
新京报：这项技术被大众称为“猴脸识别” ， 但是否可以应用于其他物种呢？
郭松涛：以前就有人做过斑马识别 ， 因为斑马有条纹 ， 每只斑马的条纹都不一样 。 我们的这项技术 ， 一开始我们只打算做金丝猴 ， 但随着技术不断成熟、研究者的更广阔的需求等 ， 我们就想把它应用在识别其它物种上 。
从分类学上看 ， 一个科或一个亚科的动物长得比较像 ， 既然能识别金丝猴 ， 我们就慢慢从亚科延伸开去 。 现在我们的系统可以识别41种灵长类动物 ， 覆盖了灵长类的所有亚科 ， 如猕猴、狐猴等 。 此外 ， 这项技术对熊、老虎、狮子、小熊猫等灵长类以外的物种也有很强的通用性 。
未来应用场景广阔
新京报：“猴脸识别技术”可以怎样应用？
郭松涛：除了最基础、最简单的识别外 ， 从科普的角度出发 ， 未来可能在识别系统中录入金丝猴的兴趣爱好等 。 这是非常重要的环节 。 因为只有让人接触野生动物 ， 才有可能激起保护它们的意愿 。
比如在野生动物园里 ， 有游客想深入了解动物个体的生活历史 ， 它的父亲是谁 ， 它的孩子是谁；有的像猫一样高冷 ， 有的像狗一样黏人……这样的科普体验 ， 会比走马灯式的观看有趣得多 。
此外 ， 这项技术还可用于家养动物管理 。 此前用耳标管理牛、羊、猪等家畜 ， 一个带芯片的耳标要几十块钱 ， 无形中增加了养殖成本 。 而如果通过猴脸识别技术 ， 只需要一台监控相机 ， 就可以对个体进行采样 ， 录入电子身份进行管理 。
新京报：人脸识别技术存在伦理上的争议 ， 比如对这些生物特征数据的使用 ， 脸的主人是有知情权、同意权等权利的 。 那么猴脸识别有什么伦理争议的问题吗？
郭松涛：伦理问题与如何使用新技术的方式有很大关系 。 目前从研究角度看 ， 我们还没发现动物身上有伦理上的障碍 ， 因为这项技术本身就是为了减少接触和干扰 。
但如果要想可能的风险 ， 我会首先想到 ， 这项技术可能用在家养宠物的管理上 。 如果相关数据管理不严格 ， 就可能涉及隐私问题 。 因为宠物身份与主人身份有时是绑定的 ， 如果识别了一只宠物 ， 宠物信息遭到泄露 ， 就可能波及它主人的信息 。
新京报采访人员 杜寒三
编辑 滑璇 校对 吴兴发
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