太阳能电站成鸟类杀手？

据《连线》宣布，美国掀起太阳能光伏电站热潮之后，美国公用奇迹公司创造，多年来，太阳能电站周围总能创造大量的鸟类尸体。
没有人知道为什么会发生这种事，但这显然是一个比较严重的问题了。

因此，2013 年，一群公用奇迹职员、学者和环境组织聚拢在一起，组成了“鸟类 - 太阳能研究小组”(Avian Solar Working group)，一起制订策略，试图减少美国各地太阳能电站中的鸟类去世亡案例数量。

杜克能源公司是北卡罗来纳州的一家电力公司，也是研究小组的成员。
杜克能源公司的首席环境科学家米斯蒂 · 斯波勒（Misti Sporer）说，“关于太阳能电站对鸟类影响的研究非常少，没有人知道，太阳能电站周围鸟类去世亡的缘故原由。
”事实证明，仅仅是获取太阳能电站周围鸟类去世亡的数据就具有寻衅性。

2016 年的一项研究估计，美国数百个太阳能电站每年可能杀去世近 14 万只鸟。
虽然这还不到被火力发电厂（通过碰撞、触电和中毒）杀去世的鸟类数量的十分之一，但研究职员估量，未来随着操持中的太阳能电站投入利用，这一数字将增加近三倍。

人们仍旧不清楚太阳能电站和鸟类去世亡之间的联系。
一种紧张的理论认为，鸟类将太阳能电池板发出的强光误认为是湖面，俯冲而下，然后造成了去世亡。
然而，斯波勒认为，这种假设是从人类的角度出发的，鸟类看东西的办法和人类一样吗？我们须要网络更多的数据来形成一个完全的答案。

图 | 鸟类翱翔捕获***。
（来源：阿贡国家实验室）

今年早些时候，美国能源部同伊利诺斯州阿贡国家实验室的研究团队签署了一份 130 万美元的条约，希望开拓一个人工智能平台（AI Bird Watcher），用于研究美国各地大型太阳能电站中的鸟类行为。
研究职员希望，系统网络到的数据能帮助鸟类学家解开谜团。
生物物理科学家滨田文子（Yuki Hamada）是该项目的卖力人，她说，“主要的是要减少太阳能对环境的各种形式的影响，这些鸟类问题令人担忧，也是可再生能源行业希望理解并办理的问题。
”

美国只有几个地区有规定，哀求太阳能电站运营商报告其电站的鸟类去世亡情形，而大多数美国的大型太阳能电站都不须要关注这些事情。
并且，纵然那些须要提交报告的公司，在网络高质量数据的能力上也有诸多限定，可能只能每月派调查员去太阳能电站清点一次鸟类尸体。
虽然这有助于太阳能电站理解有多少鸟类去世亡，但并不能供应它们因何而去世的线索。
他们须要实时不雅观测数据。

打算去世鸟数量是高重复性、令人讨厌的任务，这正是人工智能善于的事情。
但实际上，在太阳能电站中支配该系统充满了技能寻衅。
可以说，最困难的任务是，如何教会机器学习算法在繁芜环境中有效地识别鸟类。
鸟类的大小、形状和颜色各不相同，这就意味着算法必须对 “鸟” 这个抽象观点有充分的理解，才能识别出它们是在空中翱翔，还是在太阳能电池板上栖息。

亚当 · 希曼斯基（Adam Szymanski）是阿贡实验室的一名软件工程师，他正在领导该实验室人工智能鸟类不雅观察者的开拓。
他说，现在所用的机器视觉软件是从他的另一个自动探测空中小型无人机的项目中发展出来的。
无人机没有像鸟一样的翅膀，也没有腿，以是教会算法识别无人机相对大略。
但是，若要将算法用于检测鸟类，则须要阿贡实验室团队在数千张图像中仔细地对鸟类进行标记，以便将它们用作算法的演习数据。

希曼斯基说：“我们正在研究的机器学习研究有点独特，我们不但是想对一张图像中的物体进行分类。
它必须随着韶光的推移对快速移动的物体进行分类。
鸟在翱翔时，在一些帧中你会看到一个点，在其他帧中你会看到它的翅膀，我们须要跟踪在摄像机视野中快速飞过的鸟类。
”

图 | 系统不雅观测到的鸟（红框），红线为鸟类降落前的翱翔路径。
（来源：阿贡国家实验室）

该系统的硬件也面临一些寻衅。
太阳能电站每每位于偏远地区，这里常日也没有机器学习所须要的根本举动步伐。
附近没有数据中央，网络带宽有限，乃至电力都很难得到。
希曼斯基说，“你会认为太阳能电站该当有电，由于它们生产电。
但是这些硬件没有与电池板连接的电源插座。
”这意味着，运行鸟类不雅观测算法的硬件必须是资源节约型的，由于它将利用电池或自带的小型太阳能电池板，同时还必须处理大量的实时数据。

为了实现这一目标，阿贡国家实验室团队正在利用由 Boulder AI 公司开拓的监控行人和车辆交通的商用硬件。
Boulder AI 公司的小型摄像系统是为边缘打算而设计的，研究职员将其安装在了太阳能电池板上。

本日，滨田文子和她的团队正在从安装在伊利诺斯州附近的两个太阳能电站的摄像机中网络演习数据。
科学家们操持将逐步扩大该项目，覆盖美国各地的几十个商业和政府太阳能电站，但新冠病毒疫情拖延了这一进度。
起初，阿贡国家实验室的人工智能系统只是试图精确识别进入其视野的鸟类，但希曼斯基表示，终极它将足够繁芜，能够区分少数几种鸟类的行为，比如栖息在太阳能电池板上或撞向太阳能电池板。

这些数据将对研究职员至关主要，他们终极的任务是探求防止太阳能电站鸟类去世亡的办理方案。
这还将帮助他们理解当地环境，如景象或一天中不同韶光，是如何影响鸟类行为的，或者可以确定其他可能导致鸟类去世亡的缘故原由。
斯波勒说：“在没有人类在场的情形下，能够看到鸟类与园地的互动是非常有益的。
这项技能让我们得以窥伺到一个我们常日看不到的天下，同时让我们以对野生动物影响最小的办法进行干系研究。
”