AI也能救石虎?!

石虎是一級保育類動物，但是牠們居住在低海拔、淺山的特性，使得「雞舍衝突」與「路殺」成為石虎受到非自然傷害的兩大原因。根據台灣動物路死觀察網數據，自2011年起，已有超過70隻石虎因路殺死亡，而苗栗縣又是發生機率最高的地方，如10月初在台72線後龍溪畔路段，有隻成年母石虎慘遭車輛撞死，成為今年苗栗第8起路殺個案。

苗栗縣政府農業處10月8日接獲民眾通報，在台72線快速道路東向5.2公里路段，發現一隻約2歲成年母石虎屍體，尾部與骨盆嚴重骨折，研判是過馬路時遭車輛撞擊死亡，是台72線石虎路殺首例（照片提供：苗栗縣政府）

為了不讓馬路變墳場，2017年起，交通部公路總局規劃組環境工程科、農委會特有生物研究保育中心與中興大學機械工程學系助理教授蔣雅郁，進行了跨機關、跨領域的「中部地區友善道路改善計畫」，當中便運用「AI影像辨識」建立「路殺預警系統」，阻止石虎、鼬獾和白鼻心等保育或野生動物被路殺的情形發生。

苗栗縣128縣道路旁設置了大型標誌，提醒駕駛朋友前方有石虎出沒，但夜晚時分，又有多少駕駛人會減速慢行？

談到計畫緣起，蔣雅郁教授說自己也是貓奴一族，在國外求學期間便注意到台灣唯一原生貓科動物石虎的路殺新聞；回國之後也不斷思考，如何運用科技有效協助石虎安全過馬路。2016年，她主動聯繫特生中心表達開發「路殺預警系統」的意願，並率領博士後研究員與學生，將其他研究案的剩餘經費作為開發費用，開始動工。剛好隔年公路總局主動聯繫特生中心，得知蔣教授正在開發「路殺預警系統」，認為非常值得嘗試，便提供經費，並將路殺預警系統納入「中部地區友善道路改善計畫」。

路殺預警系統運作示意圖（圖片提供：國立中興大學機械工程學系）

蔣教授說明，「路殺預警系統」包含「車速偵測」、「AI影像辨識」和「聲光波系統」等三大部分。首先，系統將主動偵測進入熱點的行車車速，於資訊看板顯示車速，提醒駕駛人安全至上。

AI影像辨識則是「路殺預警系統」的核心，如果AI辨識出攝影機拍攝到的影像，有石虎或鼬獾、白鼻心等動物出現時，系統便會在資訊看板顯示前方有動物，提醒駕駛放慢車速。如果駕駛人車速過快，AI就會通知聲光波系統，播放聲音和閃光警示動物，吸引動物注意或警告動物，讓牠們不會立刻就跑到馬路上。詳細運作模式可見下方影片（影片來源：交通部公路總局YouTube「公路人ROADMAN」頻道）。

也就是說，這個系統不是要強制驅趕動物，而是用光、聲音暫時干擾動物前進速度與方向；再加上這個路段還設置動物廊道、生物圍網，多管齊下阻止路殺。這個系統也是目前全球唯一針對駕駛人與動物雙向提出警示的系統。

系統開發過程充滿挑戰，最關鍵的便是要訓練AI從影像中辨識出石虎或鼬獾、白鼻心等動物，而不會將風吹草動，或是蝴蝶、蚊蟲誤認為石虎。因為石虎影像難以取得，網路照片又多是「沙龍照」，因此蔣教授請特生中心協助，於石虎籠舍中架設攝影機，拍攝足夠的石虎影像，讓AI進行學習。

研發團隊將訓練之AI模組放置於特生中心石虎籠舍中，進行測試（翻攝影片，影片提供：國立中興大學機械工程學系）

此外，辨識結果也需要即時產出，若是使用雲端AI，資料往來傳輸便會造成辨識速度延遲。因此計畫使用了邊緣運算裝置，將AI學習模型部署其中，讓路殺預警系統在網路不穩的山區、離線狀態，照樣可以順利運作。

在聲光波系統的開發上，為了測試石虎對光的反應、對哪種頻率的聲音反應最大，特生中心也協助進行實驗，結果將近7成的石虎對光波毫無反應，但也有高達7成的石虎會對聲波反應，產生趨前查看、停頓或是反向移動等行為。最後實驗出石虎反應最明顯的聲音頻率為16kHz，聲光波系統便是播放這種高頻的聲音。詳請可觀賞臉書「石虎保育大使 阿虎加油」粉絲團影片 https://fb.watch/1oAF81is4r/ 。

於台三線苗栗卓蘭段架設路殺預警系統設備（照片提供：國立中興大學機械工程學系）

當路殺預警系統設備裝設完成後，結果又出現了其他影響辨識的意外。因為戶外環境常有蜘蛛，若在鏡頭前結網絕對會影響辨識效果，所以團隊靈機一動，將攝影機的帽簷拆掉，讓蜘蛛不易結網，並且綁上樟腦丸。

2019年5月路殺預警系統於苗栗卓蘭台三線部分路段正式上線後，也傳出好成績。至今一年多，該路段從原先的路殺熱點，變成沒有任何石虎、鼬獾、白鼻心再被路殺的情況。根據記錄，系統的確辨識出石虎，並成功讓石虎不在第一時間穿越道路，讓人驚喜！

2019年5月至2020年3月間，該路段攝影機拍攝到石虎、鼬獾與白鼻心的隻次統計（圖片提供：國立中興大學機械工程學系）

本集節目將訪問中興大學機械系蔣雅郁教授，一同瞭解如何以科技，解決台灣石虎保育的難題。

路殺預警系統開發團隊，包含：陳昱升博士、張峻瑋博士、游富祥、賴韋婷、呂智捷（照片提供：國立中興大學機械工程學系）

國立中興大學機械工程學系助理教授蔣雅郁（照片提供：國立中興大學機械工程學系）