世界环境日 开源平台如何成为科技与环保间的桥梁

作者:张伟 来源:原创 2020-06-05

  在经济高速发展的背后,不可置否的也对自然环境带来了一定程度的破坏,而在科技日新月异的当下,环境问题和环境保护逐渐为国际社会所关注,人们纷纷试图利用技术来反哺到自然当中。

  世界环境日(World Environment Day),定于每年的6月5日,旨在解决一些紧迫的环境问题,包括海洋污染、人口过剩、全球变暖、生物多样性等等。

  自1974年设立以来,它为激发环境保护领域的积极改变提供了一个全球平台。这一节日旨在告诉大家,作为命运共同体,每个人都需参与进来,采取积极的行动,以“集小溪而成江海”的力量共同保护我们的地球。

  在工业化时代,我们可以说,科技的进步给自然环境带来了巨大的损害。然而,科技与环境的关系并非只有这样一种可能性。在21世纪,AI、机器学习等计算机科技,就正在成为人类解决环境问题的重要帮手。

  正如上文所言,我们每个人都应该为环境保护做出自己的贡献,那么如何让飞速发展中的先进科技能为更多人,特别是那些并不是专家的人所用,让他们更好地参与到环境保护的事业中来,就成为了一个非常重要的问题。开发易学、易用、功能强大的工具并进行开源,是这一问题的答案,也是科技与环保相结合的必经之路。

  而提到开源与机器学习平台,便不得不谈谈Google的TensorFlow了,TensorFlow是一款可以让更多人利用AI和机器学习解决现实生活问题的工具。已经有越来越多的开发者、研究人员,乃至普通人将其应用于解决环境保护领域的各种挑战,并取得了成果。


  借助TensorFlow开发“垃圾科技” 缓解塑料污染

  由于印度尼西亚漫长的海岸线和失位的垃圾管理,每年都有大量的垃圾,特别是塑料垃圾会流入海洋,带来巨大的生态危机。提高垃圾的回收率,既有助于缓解当地的塑料污染,也能增加废品回收人员的收入。

  为此,Febriadi Pratama及其团队,使用TensorFlow开发“垃圾科技”,构建了一个图像识别工具。只需拍摄照片,基于这一工具构建的app就可以帮助工人了解废品的类型及其价值。由此,能促进他们更积极、更有效地收集和处理废品。

  在试用这一应用程序一年后,巴厘岛上的Sanur Kaja的垃圾回收率提高了35%。

  对海量的音频数据进行分析 监测盗伐滥伐

  森林被称为“地球之肺”,亚马逊热带雨林更是全球生态系统平衡中不可或缺的一环。然而,在这一地区,出于商业利益,盗伐和滥伐屡禁不止(高达90%的伐木活动都是非法的)。森林面积的广袤则让这些行为难以被监控和管理。

  Topher White发明了世界第一款针对伐木和雨林环境保护的实时检测和警报系统。这一系统的终端由旧智能手机改造而成,它们被藏在树上,由太阳能电池板供电,可以持续记录森林中的声音并将其上传。

  然后,在云端服务器上,TensorFlow可以对海量的音频数据进行分析,识别出电锯、伐木车和其它非法活动的声音,向管辖该地区的管理员发出警报。TensorFlow强大的多功能性,可以保证此类分析24小时不间断实时进行,并允许工作人员不断根据实际情况做出调整,改善检测的质量。

  使用TensorFlow和传感器网络来预警森林大火

  火灾每年都在威胁着美国加利福尼亚州的森林。在引发森林大火的诸多因素中,长年在地面累积的树木枝干常常被忽视,但事实上,在干燥的枝干被点燃之后,火灾会迅速蔓延开来。

  两名美国加利福尼亚州的高中生,Aditya Shah和Sanjana Shah,在当地几个县消防局的帮助下,使用TensorFlow和传感器网络(network of sensors)开发了一款森林火灾预警设备。通过分析森林地面的图像,它可以估计出那些树木枝干——或者用专业术语说,生物量(biomass)——中水分的含量和占比,进而识别和预测出森林中容易发生火灾的区域,及时地发出警报。

  Air Cognizer检测空气污染

  印度德里市是一座空气污染极为严重的城市。要想解决空气污染问题,第一步是要让市民了解,乃至自己测量自己呼吸的空气的质量。

  为了以可靠而成本低廉的方式实现这一目标,当地的几名大学生开发出了一款Android应用程序Air Cognizer,通过分析用户用智能手机拍摄的照片,估计出实时的空气质量。

  这款应用程序由用TensorFlow Lite(一种专门用于设备端推断的开源深度学习框架)训练的两个基于图像的机器学习模型所驱动:第一个模型可以通过分析照片估计出空气质量指数(AQI);第二个模型则能识别出照片中是否包含至少50%的天际线,以直接过滤掉室内照片。

  Air Cognizer的开发者们希望这款应用程序能激励市民们采取行动,推进空气污染的治理。

  结语:“AI”或者“机器学习”这样宏大而专业的概念可能会让很多人觉得,“科技+环保”是一项只有专业人士能从事的高门槛工作。然而,正如Topher White在他撰写的博客中所言,TensorFlow对于环境问题的重要意义,就在于“打开可能性”。只要我们有能发现问题的眼睛,解决问题的决心和想象力,不论年龄、背景和职业,都能为环境保护做出自己独特的贡献。

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