【2018 g0v 獎助金】台灣首款植物辨識開源系統,AI 和 AR 協尋台灣特有種

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6 min readNov 29, 2018

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前瞻性的人工智慧影像辨識開源系統,結合前沿的 AI 與 AR 技術,開發大安森林公園花卉辨識圖鑑 App。

(Photo credit:Denken Chen)

你可曾想過,在圖鑑之外,我們還有其他認識植物的方法?

走進大安森林公園,Denken 隨意走向路邊一叢鮮黃色的花,拿出手機,鏡頭對準並啟動辨識,螢幕上方就開始跳出幾個可能的花卉名稱。Denken 向我們解釋,透過他手上自行設計的 App,手機可以在短時間內大量連拍花卉,還會同時記錄花卉的 GPS 定位、AR 比例尺與影像拍攝角度,經過多次資料蒐集與機器學習,便可一步步提升花卉辨識的準確度;而螢幕上的花卉名稱,就是目前機器學習的成果。

幾個月來,這種場景對 Denken 而言已經再熟悉不過 — — 從繁花似錦的春天到豔陽高照的八月,作為「智慧型植物辨識圖鑑 App」專案的「坑主」,Denken 有空就會到大安森林公園蒐集花卉影像,言談之中,流露出他不但對這座「臺北市之肺」已瞭若指掌,也對豐富的花卉生態充滿熱情。

對於 Denken 來說,大自然的植物是累積上億年的美,「愈是深入認識,愈會愛上這種美」。正是這種對於自然生態的愛,引領他走入這個專案。

孩提時代的熱情,讓人工智慧來實現

Denken 對花卉的興趣,從孩提時代就已開始。當時他家中就有個花圃,父親不時就會跟他介紹花卉的名稱。不過,開始上學之後,Denken 卻發現,認識基因的「生命科學」式課程多了,到野外認識植物的課程反而少了。這讓 Denken 意識到,豐富的臺灣自然生態,不能依靠主流教育來讓大眾認識;只有仰賴民間力量積極投入,才能讓更多人認識花卉,進而關注生態保育的議題。

「台灣現在有滿多外來的優勢種,它在這個環境適應更好,結果你在平地看得到的都是這些外來種,我們自己本土的那些特有種,都被趕到山上去了。那你就可以想像,假如政府允許更多山林開發,把山林挖掉,這些特有種就沒了。」Denken 感慨地說,「你要讓這個事情要能夠浮得起來,就要先讓大家認識,知道這些是外來種,(進一步去想)那本土種到哪去了?所謂生態環境這些議題,才可能浮上更多人的心。」

不過,光是有滿腔的熱血還不夠,是在 2012 年「人工智慧」引發熱潮之後,高精確度植物辨識的理想才得以成真。因此本身熟悉開發 iOS 應用程式的 Denken 看到 g0v 獎助金計畫,便與在機器學習領頭羊 Google DeepMind 公司工作的大學同學 Fumin 聯絡,加上開發 Android 應用程式的 Prada,和同樣專精人工智慧的 Rulu,以及設計師 Wanyu,結合各領域的專業,組成了「智慧型植物辨識圖鑑 App」團隊。

(Photo: CC BY 4.0- g0v Summit 2018 記錄組)

開源的人工智慧,讓植物辨識有效又民主

其實植物辨識的想法並不新鮮,例如荒野保護協會就曾推出「花名錄」應用程式,其目標就與「智慧型植物辨識圖鑑 App」相去不遠。然而,當時的主流技術是使用「特徵分析」,也就是先標出葉形、花序等判別特徵,再由植物學家提供比對基準,但準確程度反而不高。透過人工智慧,電腦使用什麼標準辨識植物,我們不易得知,但準確程度卻從過去的6、7成,突破瓶頸躍升到今日的9成以上,大多數植物都可以輕易分辨。

有了人工智慧,植物學家是不是就會失業了?Denken 說,許多人其實是因為不知道電腦如何運作,就認為電腦將取代人類的工作,進而排斥人工智慧。Rulu 也補充,人工智慧固然顛覆了圖形辨識,「現在做法是不需要他們做特徵分析,但我們還是需要植物學家告訴我們是什麼植物。」

同樣使用人工智慧辨識花朵的專案,還有中國微軟所開發的「微軟識花」。與微軟最大的差異在於,「智慧型植物辨識圖鑑 App」是一個開放原始碼的專案,歡迎所有人自由取用與參與。以前就常參與開源人年會(COSCUP)的 Denken 就說,他覺得這個專案開源是「理所當然的」,因為只有這樣,才符合推廣生態教育、每個人都能用的初衷。開放大眾使用、參與,呼應「人工智慧民主化」的潮流,正是這個專案另一個重要的貢獻。

成功不必在我,開源讓人人都可助一臂之力

幾個月的努力下來,在黑客松與 g0v 社群的互動中,也讓 Denken 有機會認識更多,同樣關心生態教育議題的人。。除了認識長年經營生態保育議題的荒野保護協會成員,也在過程中認識了在嘉義大學任教、推廣「iNaturalist」國際植物辨識社群平台的林政道。現階段的任務告一段落之後,團隊將進一步出擊,與志同道合的團體洽談合作。

至於未來發展,Denken 強調,自己與夥伴都是工程師,把程式做好以後,要怎麼使用,還是看各界對這個專案的反應。「開放原始碼的好處就是我們做出了一個成果丟出去,他就在那裡,任何人都可以用,」因為專案開源,團隊其實並不堅持要主導計畫走向,也不太擔心這個專案未來的生命,畢竟「有人用就活得下去」。他們相信,「成功不必在我」,推廣植物之美,才是團隊的初衷。

團隊成員:Denken Chen(denkeni)、Fumin Wang (awawfumin)、Ru Lu (x4base)、

Prada Hsiung(bearprada)、Wanyu Chang(wwwanyuchang)

專案網頁:https://plant-tw.github.io

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提案 https://grants.g0v.tw/
成果 https://grants.g0v.tw/power/
揪松 https://hack.g0v.tw/

本文授權條款為以下:g0v 揪松團 CC BY 4.0。

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