Mitch Aide是一家位于波多黎各的热带生态学家，认为我们应该比我们现在所做的更多地倾听地球 - 而不仅仅是倾听它，而且纪录并存储它的声音。他的目标不是精神，而是科学：他，他的同事和其他专家正在开发和部署音频记录仪，数据传输系统和新的人工智能软件，共同迅速扩大科学家通过倾听它们来理解生态系统的能力。
今天，助手可以将廉价的数字音频录像机钉在波多黎各的Luquillo森林中的一棵树上，并将其录音传送到运行原型软件的计算机，这几乎实时地表明了25种青蛙和鸟类中的任何一种在森林中发声。该系统的明显简单掩盖了它的权力 - 助手认为它和类似的系统将允许科学家以我们无法想象的方式监控生态系统。
他梦想着一天，很快，自然音乐的录音将像降雨量和温度数据一样，从全球永久性电台网络收集，广泛用于分析，永久存档。每个剪辑都是“像博物馆标本一样，”他说，“但包含许多物种。”助手称科学家能够有效地确定物种如何在全球变暖，栖息地破坏或人为干扰的反应中如何移动或改变，以及绘制人口在大面积上的曲目。
录音机比相机更好，因为它们可以在更大的区域上录制物种。
最近，陡峭的记录设备价格和用户友好的人工智能算法的快速扩展功能覆盖了大自然音频数据的时代。生物声学监测的一个关键用途是跟踪所谓的“defaunation”，这种栖息地从栖息地的鸟类和猴子等动物的难以检测的动物衰退 - 例如，动物射击并被偷猎者在一个完整的森林中捕获并被捕获。
To fulfill his dream of advancing biological acoustic monitoring, Aide co-founded a company, Sieve Analytics, in 2014. At the company’s small apartment office in San Juan, he recently told me that audio technology promises to push ecological science forward just as satellite imagery has dramatically increased scientists’ ability to track change in tropical forests.
“我们现在可以发现火灾和记录，因为它们发生在来自卫星的巨大偏远地区，”助人说。“我们甚至可以告诉树木被砍伐后种植了哪些作物。”但他说，卫星图像的问题是“我们看不到动物区”。
因此，生物学家通常必须恢复传统方法 - 由高度训练的专家昂贵且耗时的田间调查 - 以确认一个地区的动物物种。但仅仅存在野外工作者可以吓唬动物，并且调查并不总是产生物种存在的主要记录，如样本或录音。现在通常用于野生动物调查，以弥补这一点的廉价数字。
在新森林国家公园的Audiomoth记录装置，在U.K.，它正在寻找新森林蝉的声音。由Alex Rogers提供礼貌
但是相机，虽然有用，只能拍摄他们前面的直接拍摄什么，并没有有效地检测小动物或树木的高度。因此，在明显完善的栖息地中，动物的下降可以在长期内被忽视。疾病或偷猎可能是擦拭物种，没有研究人员所知，气候变化可能是强迫一个地区和另一个区域的物种。
生物学家长期以来识别录制声音的价值来识别动物并了解他们的行为。例如，海洋哺乳动物的第一个录音 -1949年加拿大Beluga Whales- 导致浪花研究的持续爆炸。从模拟胶带到数字录音的过渡已经缩减了录音机的尺寸并提高了他们的质量，有助于在过去几十年中建立生物学和生态声学的研究领域。科学家们正在学习巨大的数量关于物种如何通过声音互动以及环境如何，例如城市鸟类如何发展胜过唱歌，比其农村同行更高。
AIDE表示，音频录像机比相机更好地呈现比相机更大的区域。但是由于成本，使用自主环境录音机已经受到限制。商业车型可以运行500美元至1,000美元，因为对他们来说并不是一个大型非专业市场。手动识别鸟，青蛙或昆虫物种的歌曲，这些歌曲可能占据数百种的一个区域也是熟练的，耗时的工作。这对单一物种或小区域有限最具声学研究。
最近的技术突破是改变的。首先，专为监视动物而设计的廉价录音机现在可用。Aide向我展示了一个关于信用卡大小的小型记录器和一包香烟的厚度，Audiomoth.。由英国研究组开发的名为Open Macoustic Devices，首先在2017年底提供，它仅为70美元，节能和开源，这意味着硬件设计和相关软件可自由使用。
青蛙合唱团，被新的音频录音技术捕获，在波多黎各森林。信用：筛子分析
Audiomoth可以从极低的低频枪声记录到远远超出人类听证范围的极高频率枪声的所有内容。用户可以建立自己的防风雨外壳，或者如果他们准备接受音频质量的轻微损失，只需将设备放入一次性Ziploc袋子并将其绑在树上。大约9,000名AudioMoths已经出售，销售分为研究人员，保护组织和私人之间。小型化版本，μmoth刚刚宣布;它的重量仅为5克，可以安装在活鸟上。
Audiomoths.已经习惯了绘制古巴更大的漏斗蝙蝠的觅食栖息地，一种只在一个洞穴中栖息的地方物种，并被用于搜索新森林蝉，一种被认为在英国灭绝的昆虫。（自2000年以来，蝉没有听到那里。）它也被用来检测伯利兹丛林中的偷猎者的枪声。
AIDE将Audiomoth视为世界各地的声学研究巨大推动，特别是对于少数预算的发展世界研究人员。录像机理想地就像现代的气象站，在近实时传输数据以立即分析。他现在正在与一群哥斯达黎加电子工程师合作，使使用手机数据网络的廉价发射器。
AIDE表示，该技术现已充分实惠，成熟，以推出大型全球声学监测程序。他的粗略估计是，世界各地的200个eCoregions的一个五年监测计划将花费约1000万美元 - 这一比例在这种规模和时间上的古老群体调查的成本。
计算机算法可以迅速分析数千小时的录音以识别特定的物种呼叫。
阻碍大规模生物声学监测的第二大挑战，即分析，也正在得到解决。近年来，Aide和他的同事开发了两种用户友好的算法(可通过一个名为阿拉米）可以迅速分析数千小时的录音以识别特定的物种呼叫。然而，这些算法虽然有用于某些类型的研究，例如分析青蛙物种的繁殖季节如何随着气候变化，不能做“圣杯”工作，可以同时识别记录中的所有物种。
为此，Aide公司已开始与微软的合作Ai [人工智能]为地球他们已经建立了一个卷积神经网络原型(CNN)——一种深度学习算法——已经可以同时识别25种波多黎各青蛙和鸟类，而且精确度非常高。CNN需要接受训练，通过提供每个物种的大量歌曲样本来识别其他物种。最重要的是，CNN非常好用。“你不必是一个电脑迷或程序员来使用它，”Aide说。
跟踪多种物种的范围扩展或通过聆听站网格的收缩可以帮助科学家了解环境变化如何破坏物种之间的生态联系，更好的计划自然保存在温暖的未来。通过监测青蛙呼唤的下降，听如量可以追踪致命的两栖动物疾病的疾病的传播。可以通过聆听枪声，动物报警电话和人类的声音来跟踪偷猎。聆听站可以通过定位和识别育种呼叫和歌曲来弄清楚物种的生殖模式如何响应天气和气候而变化。
来自Puerto Rico的20秒频谱图，显示了各种音频频率，包括这六种物种的呼叫。礼貌的筛分分析
科学家还可以了解人类生成的声音和自然声音如何互动，以塑造生态系统 - 例如，当人噪声增加时，某些鸟类或动物戒烟并移走了吗？如果某些频率是沉默的，也许使用那些频率的动物 - 就像飞虫或蝙蝠一样 - 陷入困境。
据Tom Stephenson称，仍然存在众多自动化鸟类歌识别的挑战似乎是一个调用的手机应用程序的架构师之一鸟精灵这就像一个“Shazam for Birda” - 对侦听歌曲的智能手机应用程序的引用并识别它们。鸟类歌曲往往比言语或音乐更少陈规定型。许多物种每首歌曲每首歌曲，都有当地方言的那些歌曲，个体鸟类经常以自己的个人方式唱歌。训练算法的可靠记录缺乏缺乏。鸟类经常互相唱歌：从嘈杂的黎明合唱中采摘物种是对原地人类专家的具有挑战性，并且通常对当前的计算机算法不可能。
但亚马逊副总裁James Greenfield弹性计算云（EC2） - 谁不参与这种生物声学研究 - 说“AI的进展速度是令人思想的”，这就像我们正在经历寒武纪[进化]爆炸这些技术。“他补充说，“每个月都有人用来做一些被认为是不可能的事情，”并且在大量的录音中自动识别大量物种毫无疑问，而不是稍后可能会有可能。
澳大利亚研究人员正在全国各地的不同生态系统中安装100套录像机。
预计未来将从环境录音中学到的重要事项，大学研究人员在澳大利亚形成了澳大利亚声学天文台（A2O）并目前在该国的不同生态系统中安装100套录像机，每组由四个录像机组成。选择该地点涵盖了各种各样的栖息地类型，包括自然和农业领域，每个录音机都被安置，以便在潮湿或河流区域中，附近有两种干燥区域。太阳能机器在人类听力的频率范围内连续记录声卡，并且每年从每个设备的物理收集录音，然后上传到云服务器。
目的是在这些网站上运行录像机“永远”，Charles Sturt University的David Watson表示，A2O首席调查员管理人员之一。记录仪的明显用途之一是监测天气和气候变化的影响。这些数据将不仅可以公开可用，而是对科学家们，而是对艺术家，学校儿童和公众。
筛子分析的助手强调，存档的声景记录可以用于我们尚未想到的目的。沃森同意：“美丽是[那个尚未出生的孩子将是写作算法，这些算法将用于分析我们现在正在收集和存放的历史数据。”
