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科技防熊 日本AI地圖預警「熊出沒」 助民眾避開高危區域

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karen

日本近年人熊衝突急劇升溫,引發社會關注。為應對危機,上智大學科學家正開發一款人工智能(AI)防熊應用程式,透過將地圖區域按風險等級染色,協助民眾避開熊隻出沒熱點,提升戶外活動安全。

 

 

研究聚焦秋田縣,人熊互動在自然與社會雙重變化下急速增加。自然環境因素方面,熊的主要食物山毛櫸結實失收,導致熊擴大覓食範圍,社會方面深山地區人口流失與高齡化,兩者加起來把熊推向市街與農地,令通報與意外頻率同步上升。

 

研究團隊以秋田縣 2021 至 2022 年度之月輪熊出現資料作基礎 訓練 AI 系統。訓練所用資料如下:

出現地點之緯度與經度;

時間帶、天候、是否有雨或雷;

熊主要食源如山毛櫸果與橡實之豐度;

人口分布與土地利用狀況(田畝、住宅區、竹林等)。

 

研究核心做法為把多源資料「時空對齊」,再進行日別推算。團隊把過去出沒紀錄與日期時間、土地覆蓋類型如人口構造物、水田、竹林,人口分布尤其高齡人口密度,氣象條件,道路分布,標高,以及作為食源之山毛櫸結實豐凶等要素,整合到以 1 km 網格為單位之資料立方,建立「日別 × 網格」之有無出沒分類標籤。模型訓練同時採取資料不均衡對策,降低偏態樣本帶來之誤判風險。合計讓 AI 學習出現事件 1,736 件與未出現事件 2,078 件 再與 2023 年度資料比對。該年度為統計啟動以來人身傷害發生數量最多一年。

 

在 2023 年秋田縣全域驗證情境下,使用 Extra Trees 模型推算每一日、每一個 1 km 網格是否可能有熊出沒,整體表現達成準確率 63.7%。此水準雖非滿分,但對於「熱點先行預警、巡邏排班與臨時標示」仍具操作價值,尤其適用資源有限之鄉鎮與邊緣聚落。

 

研究成果正朝產品化方向前進,形式為以色階顯示風險之地圖視覺化工具。地圖把秋田縣切成 1 km 正方網格,以不同色階標示當日風險高低,方便登山客、郊遊居民與農家規劃路線或作業時段,亦協助自治體調度巡邏、廣播與警示牌設置。若與道路網、垃圾投放點、果樹分布等誘因疊圖,還可提出繞行或時間避讓建議,進一步把研究轉化為行動指引。

 

資料來源:日本上智大學

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