用神经网络，帮助圆滚滚们找对象！

By 超神经

内容一览：国内一支科学家团队，用人工智能介入熊猫的配对繁殖问题。从大熊猫的声音特征入手，分析要进入交配期的大熊猫的叫声特性，通过算法模型，能够自动地预测出大熊猫配对的成功几率，为动物学家们的研究提供帮助。

关键词：大熊猫 配对 神经网络

据最新一次统计显示，截至 2019 年 11 月，全球圈养大熊猫种群数量为 600 只，野生大熊猫只有 1864 只。

大熊猫因为生育率低、存活率低，曾面临濒危的险境。近年通过保护和救治，已经从濒危进入到易危名单。

野外中，雌性大熊猫在四岁成年后，每年发情一次，每次只有短暂的 2-3 天。然而人工饲养的大熊猫，由于长期脱离野外环境，自然发情率本来就低，更别说在短短几天中，找到合适的雄性熊猫与其交配了。

动物园和繁育中心，都希望能通过更好的人工繁育方式，提高大熊猫的生育繁殖率。

一年里只有两三天

才有心思谈恋爱的雌性大熊猫

近日，来自四川大学，四川省濒危野生动物保护生物学重点实验室，以及四川大熊猫科学院的研究人员，发表了一篇名为《基于音频的大熊猫自动配对成功预测》的论文，为解决这个问题带来了新的思路。

通过声音，确定大熊猫发情状态

根据以往的资料表明，大熊猫在繁殖季节会有特殊的发声行为，这些声音之中，包含了一些重要的信息。比如个体发情的情况，对某异性的好感度等，这些信息会决定最后交配繁衍的成败。

成功和失败的匹配在叫声上有很大的差异存在

该项研究首次尝试了一种基于大熊猫声音的 AI 方法，通过模型来自动预测大熊猫交配成功率。

研究中采用了语音情感识别（SER）技术，使用了深度神经网络来学习熊猫独特的发声特征，并定义和判断出发声的类型，再结合以往的数据，自动预测出两只熊猫交配成功的几率。

模型被称为 CGANet

包含卷积模块、GRU 模块和注意力模块

具体的方法是：给定在繁殖过程中录制的大熊猫交配的音频序列，研究人员先将大熊猫的声音裁剪出小片段，然后对其大小和长度进行归一化。

接下来，从音频片段中提取到的声学特征，输入到深度神经网络中，经过了训练的模型，将预测匹配是成功还是失败。

通过比对结果，就能够得出：两只熊猫交配成功的几率。

用算法提高熊猫生育率

在得到算法模型的预测结果后，大熊猫饲养者可以采取适当的后续行动，以提高整体的生育率，这对智能大熊猫育种带来了数据维度的有力帮助。

模型预测的匹配成功（蓝色）和匹配失败（红色）

和实际中的情形相符合

研究人员将此方法，在过去九年的数据集上进行了评估实验，获得了和实际情况相符合的结果。同时证明了基于音频的自动交配成功预测方法，在协助大熊猫繁殖上，具有很大的潜力。

研究的后续将继续扩大熊猫的声音数据内容，进一步验证了该方法的实际有效性。

此外，研究团队还计划扩展该方法的维度，包括探索声音和视觉方面更细粒度的数据信息。

大熊猫：提高中国的「路人缘」

早在 1957 年，中国就将大熊猫「平平」和「碛碛」，按照「国礼」的形式赠送给前苏联政府和人民，开启了大熊猫外交的先河。

1972 年，时任美国总统的尼克松访问中国，开启了中美两国的直接对话，在尼克松返回美国不久，中国就将一对熊猫作为礼物赠送给了美国。

《华盛顿邮报》在当时破天荒地，使用了一连串象声词作为标题进行了报道——「Awwwwwwww,They’reCute 嗷嗷嗷嗷嗷嗷，它们太可爱了！」。

全球圈粉的圆滚滚

截至 2018 年，中国与全球 12 个国家的 14 个动物园，建立了大熊猫长期合作研究关系，共有 40 只中国籍大熊猫生活在海外。憨态可掬的大熊猫，成为了全球的可爱担当，也化身成了中国的「友好大使」。

相比于过去的纯粹观赏，近年通过中国与全球的研究机构，针对大熊猫开展的合作研究也变得越来越多。为了将这份可爱延续下去，保证它们良好的繁衍生育，就成了其中重要的环节。

所以，好好学习神经网络，不仅能帮助大熊猫找到心仪的配偶，说不定还会给自己带来一段良缘呢。

论文地址：https://arxiv.org/pdf/1912.11333v1.pdf