守护地球
在哥伦比亚中北部，马格达莱纳河中游谷地（简称 MMV）孕育着全球最丰富的生物多样性之一。
这片谷地横亘于安第斯山脉中部与东部之间，对地球生态健康至关重要。但这片遍布森林、湿地与洪泛区的区域正面临挑战——森林砍伐及其他人类活动，正威胁着这里独特的生态系统，其中许多生态系统在全球范围内均属独有。哥伦比亚是全球生物多样性第二丰富的国家，而马格达莱纳河中游谷地拥有 630 种鸟类、120 种爬行动物、120 种鱼类、50 种两栖动物、50 种哺乳动物以及 4000 种维管植物，同时也是许多北美候鸟的越冬地。
从森林地面到最高的树顶，太阳能供电的摄像头与麦克风正借助 AI，对濒危生态系统进行监测与保护。
图片来源：Santiago Rosado
位于哥伦比亚马格达莱纳河中游谷地的“寂静自然保护区及研究站”，是哥伦比亚生物多样性基金会（一家致力于保护哥伦比亚生物与文化遗产的非营利组织）的运营中心。在这座研究站（也称大本营）里，一支生物学家团队在一座由原木与纱网搭建的高耸露天小屋内工作，通过主动与被动两种方式持续观测、监测野生动物。一组护林员负责主动监测，包括保护区内的设备维护与巡查；而被动监测则由遍布的红外相机与麦克风网络完成。
被动监测最大的难题在于分析摄像头与麦克风收集的海量数据。自 2010 年起，寂静自然保护区的数据每 40 天至三个月收集一次，由此产生的录音时长高达数千小时——这些录音需要专家逐一收听并识别特定物种，而要听完所有内容几乎不可能。此外，由于许多摄像头与麦克风位于偏远地区，无法频繁检查设备运行状态，常常导致大量数据丢失。团队也无法实时观测或聆听野生动物动态：若有植物遮挡摄像头、设备电池耗尽，或昆虫进入麦克风内部，这些问题往往要数月后才能被发现。
“我们拥有大量可用于分析的历史数据，能帮助我们更深入了解这片生态系统。我们已尽全力分析现有数据，但过程耗时极长。此外，这还需要专家识别声音和特定物种，过程极为复杂。”哥伦比亚生物多样性基金会总干事 Fernando Arbeláez 表示。
但如今情况已有所改善——因为哥伦比亚生物多样性基金会成为了 SPARROW 项目的首个试点合作方。
保护生物多样性
SPARROW 项目全称为“太阳能声学与远程记录观测监测项目”，是微软“AI 促公益实验室”开发的 AI 计算解决方案，致力于通过观测手段保护生物多样性。试想一下：通过实时传输数据的红外相机与麦克风网络，你能在全球最偏远的角落实时观测自然——这便是该项目的魅力所在。这些设备与 AI 结合，可实时检测野生动物动态及潜在威胁，让保护行动更迅速、决策更科学。
在大本营，哥伦比亚生物多样性基金会的团队正借助 SPARROW 项目，从太阳能供电且配备先进传感器的红外相机、声学监测仪及其他环境探测器中收集生物多样性数据。这些数据通过基于 PyTorch 框架的 Microsoft 最先进野生动物 AI 模型处理，运行于低能耗边缘图形处理器 (GPU) 之上。随后，数据通过近地轨道卫星直接传输至云端，让研究人员无论身处何地，都能获取最新的可行动态信息。对于原本需亲自前往偏远地区提取数据的研究人员而言，这种卫星连接至关重要。
“SPARROW 项目最令人兴奋的地方，在于能实时获取所有信息。无论我在保护区内、波哥大的家中，还是任何地方，都能看到保护区内的动态——这太实用了。”
提升观测水平
“我热爱这份工作的原因是，它能让我登上林冠层，以全新视角俯瞰哥伦比亚。更让我自豪的是，我们的工作不仅具有深厚的科学价值，还能产生切实影响。”
Susana Rodrigez-Buritica
洪堡全球社会生态研究所研究员
科学“超能力”
“我们最大的局限在于，分析数据的时间有限。而 AI 为科学家赋予了‘超能力’——他们能处理海量数据，将更多时间投入到工作中最关键的部分。”
Pablo Arbelaez
安第斯大学 AI 中心副教授
可持续创新
“SPARROW 项目采用太阳能供电，可在野外自主运行，无需人工维护。其创新之处在于，我们能通过卫星将数据传输至 Azure 云端。”
Juan Lavista Ferres
Microsoft“AI 促公益实验室”首席数据科学家
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摄影：Santiago Rosado
摄影： Santiago Rosado
SPARROW 项目还通过 AI 实现物种自动分类识别，并持续更新识别库。由于斑马、长颈鹿等动物的斑纹如同人类指纹般独特，AI 能对同一动物进行重复识别，帮助研究人员统计存活率与种群数量。此外，为保护动物及其栖息地，SPARROW 还能监测到野火初燃等威胁，在危险失控前向保护人员发出警报。
这项工作的关键在于“量化”——了解保护措施是否达到预期效果，明确需改进的方向。要实现栖息地恢复、濒危物种保护及生物多样性长期健康，必须精准掌握环境及其中生物的动态信息。如今，获取这些数据的速度比以往任何时候都更快。
“研究人员每天都能从 SPARROW 项目获取数据，这彻底改变了信息传递的流程。”
研究人员无需再花费大量时间分析、整理数据——AI 接管了这项工作，让他们能将更多时间用于理解自然界的变化（无论好坏）。通过尖端技术与深度社区参与相结合，保护杂色蛛猴、叶蛙、蓝嘴凤冠雉等濒危物种的努力正不断推进。
哥伦比亚生物多样性基金会还通过教育、就业及可持续发展项目赋能当地社区，确保保护工作不仅能守护物种，还能维护该地区的文化与生态结构。
雨林中的“眼睛”与“耳朵”
在马格达莱纳河东南部，亚马逊雨林的薄雾林冠绵延展开——这是南美洲另一个濒危生态系统。在这里，瓜卡马亚项目的研究人员同样在使用红外相机与生物声学技术监测丰富的生物多样性，但他们也面临着与哥伦比亚生物多样性基金会类似的难题。
据安第斯亚马逊监测项目数据显示，2022 至 2023 年，亚马逊雨林因森林砍伐损失的面积约达 300 万公顷，平均每天损失 1 万英亩。如今，卫星图像、红外相机与生物声学技术正用于监测这片复杂生态系统中的数百万物种，助力扭转并预防生态破坏。
全球有超过 1.8 万名野生动物研究人员及相关机构（包括瓜卡马亚项目）依赖强大的 AI 模型分析海量数据。瓜卡马亚项目是 Microsoft“AI 促公益实验室”开展的合作项目，合作方包括洪堡研究所、辛奇研究所等致力于保护亚马逊雨林的机构。哥伦比亚境内的亚马逊雨林面积占全球亚马逊总面积的 10%，而 AI 技术的进步正助力当地对抗森林砍伐、改善气候，保护这片繁茂的生态环境免受伤害。
