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    明日（20日）是國際馬蹄蟹日。香港海洋公園保育基金多年來與不同科研團(tuán)隊合作，持續(xù)應(yīng)用科研技術(shù)於本地馬蹄蟹保育工作。為更有效進(jìn)行馬蹄蟹種群普查工作，保育基金與香港中文大學(xué)機(jī)械及自動化工程學(xué)系及香港城市大學(xué)化學(xué)系合作，成功獲得環(huán)境及自然保育基金的資助，用於進(jìn)行跨學(xué)科研究。該研究將運(yùn)用全自動無人機(jī)系統(tǒng)和人工智能技術(shù)識別馬蹄蟹，提高馬蹄蟹種群普查的成效。研究團(tuán)隊最近首次使用無人機(jī)系統(tǒng)在本地馬蹄蟹其中一個重要繁育地點(diǎn)──下白泥泥灘收集野外數(shù)據(jù)，長遠(yuǎn)希望建立及訓(xùn)練人工智能演算法偵測及識別馬蹄蟹，以便評估瀕危馬蹄蟹數(shù)量的變化趨勢，及時制定相應(yīng)的保育措施。

    馬蹄蟹種群普查每季至少進(jìn)行一次，研究人員主要記錄在泥灘上可見的馬蹄蟹數(shù)量作統(tǒng)計之用。然而，這種普查方式往往受制於潮汐漲退時間、地理環(huán)境等自然因素，加上馬蹄蟹個體的保護(hù)色令物種與泥灘環(huán)境難以區(qū)分，導(dǎo)致馬蹄蟹真實數(shù)量可能被低估。應(yīng)用無人機(jī)系統(tǒng)及人工智能技術(shù)進(jìn)行相關(guān)普查，不只有助更準(zhǔn)確統(tǒng)計馬蹄蟹數(shù)量，還能減低調(diào)查人員在泥灘上行走進(jìn)行普查時對棲息地造成的干擾。調(diào)查人員亦可預(yù)設(shè)無人機(jī)系統(tǒng)的調(diào)查範(fàn)圍及路徑，以及同步操作多部無人機(jī)，擴(kuò)大調(diào)查點(diǎn)數(shù)目。無人機(jī)更可覆蓋沿海岸的紅樹林等較難抵達(dá)的位置，為本地馬蹄蟹種群的分布提供更多研究數(shù)據(jù)。

    （左起）香港海洋公園保育基金保育及社區(qū)合作經(jīng)理溫翰芝博士、香港中文大學(xué)機(jī)械及自動化工程學(xué)系研究助理教授陳曦博士、香港海洋公園保育基金總監(jiān)祝效忠、香港城市大學(xué)化學(xué)系副教授張肇堅教授及世界自然保護(hù)聯(lián)盟鱟專家組項目幹事兼指導(dǎo)委員會成員Kevin Laurie在下白泥首次以無人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行野外數(shù)據(jù)收集。

    香港海洋公園保育基金總監(jiān)祝效忠表示，是次保育基金與本港兩所大學(xué)合作進(jìn)行跨學(xué)科研究，以無人機(jī)系統(tǒng)及人工智能技術(shù)協(xié)助進(jìn)行馬蹄蟹種群普查，將為本地馬蹄蟹保育工作開啟重大新里程。本地馬蹄蟹種群的品種、數(shù)量、年齡、生境地使用及分布等數(shù)據(jù)，皆為制定物種保育工作的重要參考依據(jù)，因此收集越多有關(guān)馬蹄蟹數(shù)量的數(shù)據(jù)，越能深入分析馬蹄蟹在本地棲息地的狀況。保育基金與中大及城大團(tuán)隊早前進(jìn)行首次無人機(jī)系統(tǒng)野外數(shù)據(jù)收集，期盼持續(xù)增進(jìn)系統(tǒng)識別馬蹄蟹的效能，最終以更全面準(zhǔn)確的棲息地數(shù)據(jù)，協(xié)助建議及制定本地馬蹄蟹種群的保育策略及行動計劃。

    保育基金及研究團(tuán)隊在下白泥泥灘首次以無人機(jī)系統(tǒng)收集野外數(shù)據(jù)，先以目測普查方法為泥灘上的馬蹄蟹放置標(biāo)記，讓無人機(jī)在空中以不同高度拍攝被標(biāo)註的馬蹄蟹，再將當(dāng)中含有馬蹄蟹的圖像或錄像轉(zhuǎn)化予人工智能系統(tǒng)，辨識物種在自然環(huán)境中的不同型態(tài)。保育基金及研究團(tuán)隊計劃每月進(jìn)行最少兩次野外數(shù)據(jù)收集，收集更多馬蹄蟹在棲息地的圖片及錄像，亦計劃擴(kuò)展數(shù)據(jù)搜集範(fàn)圍至其他本地馬蹄蟹棲息地，進(jìn)一步建立馬蹄蟹數(shù)據(jù)庫以支援人工智能演算法學(xué)習(xí)，讓機(jī)器學(xué)習(xí)最理想的物種調(diào)查及識別方法。

    （左起）香港海洋公園保育基金總監(jiān)祝效忠及香港城市大學(xué)化學(xué)系副教授張肇堅教授，在下白泥泥灘搜尋馬蹄蟹並放置標(biāo)記，透過人工標(biāo)識泥灘中的馬蹄蟹，讓人工智能學(xué)習(xí)識別泥中較難發(fā)現(xiàn)或辨認(rèn)的馬蹄蟹。

    香港中文大學(xué)機(jī)械及自動化工程學(xué)系無人系統(tǒng)研究團(tuán)隊於2022年成功研發(fā)在建築物使用的無人機(jī)系統(tǒng)及人工智能技術(shù)，是次將技術(shù)結(jié)合瀕危物種保育工作，研究助理教授陳曦博士說：「我們樂見將此技術(shù)拓展至馬蹄蟹保育工作，為生態(tài)保育帶來嶄新發(fā)展。建立一個龐大且精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫的過程中需進(jìn)行人工標(biāo)識，團(tuán)隊將持續(xù)到野外收集數(shù)據(jù)，讓人工智能系統(tǒng)學(xué)習(xí)排除環(huán)境中的干擾因素，如水位深度、自然光照等，準(zhǔn)確識別馬蹄蟹。我們預(yù)計需時至少1至2年提升人工智能模型的準(zhǔn)確度，屆時配合穩(wěn)定、高度自動化、可自主充電的無人機(jī)系統(tǒng)，便能將智能化管理系統(tǒng)用於馬蹄蟹普查工作。」

    香港城市大學(xué)化學(xué)系副教授兼是次研究之合作研究者張肇堅教授作為本地海洋生態(tài)及保育、以及海洋環(huán)境研究專家，除提供部分用作訓(xùn)練人工智能技術(shù)的馬蹄蟹數(shù)據(jù)，亦作為專家顧問提供棲息地建模知識、以及馬蹄蟹種群分布與環(huán)境因素關(guān)係的意見。他表示，團(tuán)隊的馬蹄蟹影像數(shù)據(jù)庫正持續(xù)擴(kuò)大，透過更多野外實境學(xué)習(xí)，盼望系統(tǒng)日後能辨識藏於泥中的馬蹄蟹特徵及獨(dú)特「三軌」鱟蹤，更快速準(zhǔn)確地搜尋馬蹄蟹；若數(shù)據(jù)夠多，還能識別馬蹄蟹的年齡、品種和行為等，進(jìn)一步分析現(xiàn)存本地馬蹄蟹種群的生存狀況。利用無人機(jī)航拍考察搜集的環(huán)境影像數(shù)據(jù)也可用於馬蹄蟹棲息地、甚至泥灘生態(tài)及環(huán)境監(jiān)測，配以相關(guān)數(shù)據(jù)處理的機(jī)器學(xué)習(xí)過程，相信可支援馬蹄蟹棲息地相關(guān)研究及制訂保育工作。

    無人機(jī)採集高質(zhì)量影像及錄像，提供數(shù)據(jù)讓演算法學(xué)習(xí)分析野外的馬蹄蟹狀況。

    馬蹄蟹對濕地生物多樣性及生物進(jìn)化史皆有重大生態(tài)及研究價值，然而牠們因人類活動面對生存威脅。為保育這種早在4.75億年前已存在的「活化石」，保育基金自2014年已進(jìn)行幼年馬蹄蟹種群普查計劃，亦是世界自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN）鱟專家組於2021年成立「亞太區(qū)鱟觀測站網(wǎng)絡(luò)」的成員之一，每季至少於下白泥等泥灘進(jìn)行一次定點(diǎn)數(shù)量調(diào)查，了解馬蹄蟹在產(chǎn)卵和育幼地點(diǎn)的分布及數(shù)量。除了進(jìn)行科研工作保育馬蹄蟹，保育基金積極推廣教育及社區(qū)參與項目，包括「馬蹄蟹校園保母計劃」讓中學(xué)生及企業(yè)參與照顧人工繁殖的年幼馬蹄蟹，待牠們成長後放歸野外；亦舉辦泥灘清潔活動，清除可纏繞馬蹄蟹的海洋垃圾，並減低棲息地污染，凝聚公眾力量為保育工作出一分力。

    研究項目以《環(huán)境及自然保育基金資助 開發(fā)一種數(shù)字孿生驅(qū)動下基於無人機(jī)和人工智能的馬蹄蟹普查及保育方法》的名稱進(jìn)行，並獲得環(huán)境及自然保育基金資助。

    頂圖：保育基金及研究團(tuán)隊在下白泥泥灘進(jìn)行首次野外數(shù)據(jù)收集期間，以目測普查方法尋找馬蹄蟹。無人機(jī)在上空以不同高度拍攝被標(biāo)註的馬蹄蟹，及後將圖像或錄像轉(zhuǎn)化予人工智能系統(tǒng)，認(rèn)識馬蹄蟹在自然環(huán)境中不同型態(tài)。