內容提要：NVIDIA初創(chuàng)加速計劃會員Trefos正在幫助林業(yè)管理員們觀測木材本身。人工智能不僅可以極大地擴充森林管理員能夠收集的數(shù)據(jù)量，與傳統(tǒng)的森林監(jiān)測相比，結果輸出速度也有所提升。

人工智能初創(chuàng)公司Trefos正在幫助森林管理員看到樹木內部的木材本身。

這家總部位于費城的公司通過裝有定制雷達和攝像頭的無人機，收集高分辨率的3D森林地圖數(shù)據(jù)。這些指標可以幫助政府機構和林產工業(yè)估計森林面積的木材量和生物量、以及樹木中的碳儲存量。

這些前所未有的細節(jié)信息將在許多情景下幫助林業(yè)工作者做出更明智的決策，比如評估控制燃燒的必要性以清除生物質并減少山火發(fā)生風險。

Trefos是NVIDIA 初創(chuàng)加速計劃的成員。公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Steven Chen說：“森林通常分布非常密集且布局重復。我們可以借助深度學習算法來檢測樹木，并進一步將它們與周圍的樹枝和藤蔓分隔開來，作為地標使用?！?/p>

NVIDIA初創(chuàng)加速計劃是一個虛擬加速器項目，專為初創(chuàng)企業(yè)提供市場宣傳、專業(yè)知識和技術支持。

這一深度學習算法經(jīng)NVIDIA GPU訓練后，從相機圖像和激光雷達點云中檢測樹木。人工智能不僅可以極大地擴充森林管理員能夠收集的數(shù)據(jù)量，與傳統(tǒng)的森林監(jiān)測相比，結果輸出速度也有所提升。傳統(tǒng)的森林監(jiān)測過程中，科學家在森林中徒步行走并記錄感興趣的指標，比如樹干的寬度。

“這是一個極其耗時的過程，科學家們經(jīng)常要拿著卷尺穿過茂密的森林，” Steven Chen說，“調查100英畝（約607畝）土地至少需要一天的時間，測量的樹木占比還不到2%。”

而通過安裝在無人機上的激光雷達和攝像頭傳感器收集數(shù)據(jù)，只需要30分鐘就可以穿過同樣面積的土地并兼顧每棵樹。

將人工智能應用到樹上

Steven Chen的職業(yè)生涯始于金融領域，當時他是一名農業(yè)期權交易員。“這段經(jīng)歷讓我看到了獲取森林庫存數(shù)據(jù)的重要性。”他說。

因此，當他在賓夕法尼亞大學攻讀機器人博士學位時，他開始研究如何利用機器人技術和機器學習來更好地了解世界各地森林的布局和特征。Trefos的許多研究都源于Steven在維賈伊庫馬爾實驗室的工作經(jīng)歷。

維賈伊庫馬爾實驗室是賓夕法尼亞大學的一個機器人研究小組。

Trefos的定制無人機可以在人造森林和天然森林中自主飛行。Steven Chen和他的團隊正在與新澤西州林業(yè)局合作，Trefos的無人機因此獲準飛越州森林，并為林業(yè)工作者提供有價值的各種度量的指標。

該公司收集并標記了所有自用訓練數(shù)據(jù)以確保質量，并維護對標記物的控制。例如，算法應該將一棵樹及其分支分為兩個單獨的元素還是視為一個元素。

一些在邊緣完成的操作幫助無人機在森林中自主飛行。不過，為繪制地圖而收集的數(shù)據(jù)是在NVIDIA硬件上離線處理的，包括桌面系統(tǒng)上的TITAN GPU和RTX GPU，以及用于更繁重的計算工作的NVIDIA DGX工作站和DGX-1服務器。

它的AI算法通過TensorFlow深度學習框架開發(fā)。目前，無人機平臺可以捕捉100萬像素分辨率的圖像，而Trefos正在為其部署的產品尋找4K高清攝像頭。

Steven Chen的Trefos創(chuàng)立不到兩年，就已經(jīng)獲得美國國家科學基金會(National Science Foundation)小企業(yè)創(chuàng)新研究項目(Small Business Innovation Research program)的資助，目前正在美國各地的森林進行試點測試。