“这肯定是世界上最孤独的生物：”科学家用人工智能为世界上最孤独的树寻找伴侣

1895 年发现了一种古老树种的单一标本。现在科学家们正在使用人工智能为其寻找配偶。

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借助人工智能 (AI)，世界上最孤独的树可能很快就会找到伴侣。

在野外仅发现了伍德苏铁 (Encephalartos woodii) 的单一雄性标本。 1895 年，植物学家约翰·梅德利·伍德 (John Medley Wood) 在现在南非夸祖鲁-纳塔尔省的恩戈耶森林保护区发现了这种孤独的植物。

苏铁是一种原始的种子植物，大约在 3 亿年前首次出现，当时恐龙还没有出现在地球上。在苏铁植物中，雄性和雌性生殖结构（称为球果）是由不同的植物产生的。

然而，E. woodii 也通过分支繁殖，这意味着母体植物发出芽，这些芽会变成其他成年植物。 20世纪，植物学家从南非孤独的雄性身上移除了一些枝条，并移植了一些原始的树干。这些产生了大约 500 种不同的植物，生活在世界各地的植物园中。

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然而，有性繁殖对于物种的长期生存是必要的。为了帮助雄性分支寻找配偶，科学家们在苏铁偏远且人迹罕至的原始森林上空进行了一系列无人机飞行。

然后，科学家们使用人工智能算法来筛选无人机收集的视觉图像。 “我们项目使用人工智能的方法侧重于苏铁植物的视觉识别，从上方观察，苏铁植物类似于棕榈树，”艺术和科学团体 C-LAB 联合创始人 Laura Cinti 说道。英国南安普顿大学研究员。 “最初，我们采用了棕榈油行业常用的检测模型来计数棕榈树，但为了针对我们的特定观点和苏铁树的独特形状对其进行优化，我们训练了自己的图像识别算法，”辛蒂告诉《生活科学》。

2022 和 2024 的调查捕获了 10,000 英亩（4,000 公顷）Ngoye 森林中 195 英亩（79 公顷）的数千张图像。无人机相机拍摄了五个波长的图像，希望能够识别苏铁树独特的光谱特征，从而更容易将它们与周围的树木区分开来。 “我们分析了生态特征，战略性地瞄准了最有可能发现苏铁类植物的区域，从森林边缘开始——E. woodii就是在那里被发现的，”Cinti 说。其他科学家之前进行的调查没有结果。

Cinti 说，研究人员通过 YOLOv8（一种用于图像识别任务的计算机视觉模型）运行了数千张图像。 “一个单独的生成人工智能系统在不同环境中创建了苏铁的合成地图，以提高模型在不同环境中识别苏铁的能力，”她指出。他们使用各种苏铁物种的一系列照片来训练模型，并将它们放置在数字生成的树冠中，以教导程序从上方看它们的目标可能是什么样子。

丘陵地形和云层使图像分析变得更加棘手。该团队计划继续完善该模型。

然后，可以通过无人机近距离检查有前途的候选人。辛蒂说：“我们可以使用第一人称视角引导其中一些无人机，这使我们能够进行精细导航并获得详细的特写镜头。” “然而，作为最后一步，地面实况验证始终是确认调查结果所必需的。”

如果发现雌性，它很可能会被从野外移走。理想情况下，它会产生锥体。 “在受控环境中，可以自然或人工授粉。一旦产生种子，就会仔细培育它们以确保健康生长，”她说。最终目标是培育出肥沃、健康的幼苗，然后将其重新引入其原生栖息地。