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2024老虎日首章。

野生虎 ? Richard B / WWF-UK

策略桌游是時下流行的一種社交方式，閑暇之余三五成群，一次酣暢淋漓的對抗總令人難忘。

從簡單的“飛行棋”到復(fù)雜的“方舟動物園”，這些游戲要求在有限的資源和復(fù)雜的規(guī)則下，做出最優(yōu)的決策。我們需要觀察對手的動向，預(yù)測他人的行動，制定自己的策略，在競爭中占據(jù)優(yōu)勢。這種思維方式不僅僅適用于游戲，在現(xiàn)實生活中也同樣重要。

實際上，保護野生動物免受盜獵的威脅也是一場充滿危險的策略游戲。

在這場游戲中，巡護員和盜獵者成為了雙方玩家。盜獵者利用各種手段和策略躲避巡護，而巡護員則需要預(yù)見盜獵者的動向，以最大限度地保護野生動物。我們在現(xiàn)實中也可以利用一定的策略來優(yōu)化巡護管理，提高巡護效率。

日常巡護 ? Liu Guoqing 琿春市林業(yè)局

巡護和盜獵的博弈

中國東北虎棲息地內(nèi)的一些林場正面臨著盜獵的風(fēng)險，尤其是在冬季，每年林場的巡護員都會在山上發(fā)現(xiàn)不同種類的盜獵工具（例如一些新獵套和老舊獵套），這些盜獵工具對野生動物的生存造成了威脅。

獵套 ? WWF

然而，我們林場的專業(yè)巡護員數(shù)量有限，無法在所有區(qū)域都進行高頻次的巡護，這種現(xiàn)象是一個全球普遍的問題。題目為《自然保護地員工和巡護員數(shù)量不足以滿足全球保護的需求》(Protected area personnel and ranger numbers are insufficient to deliver global expectations) 的報告指出：

“到2020年，全球《生物多樣性公約》中期望的自然保護地空間覆蓋面積已基本上達(dá)到要求，但自然保護地的管理成效或效率仍然不足。人員不足是造成自然保護地管理成效低下的主要因素，但尚未數(shù)字化。我們估計了176個國家和地區(qū)自然保護地的人員數(shù)量，最多為555,000人（1人/37平方公里），其中包括286,000名巡護員（1人/72平方公里），遠(yuǎn)低于《公約》中要求的人員密度。

到2030年，全球自然保護地的覆蓋面積將擴大到30%，并采取基于區(qū)域的有效保護措施，以更好的保護生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能。我們估計有效的自然保護地管理體系將需要人員約300萬人（1人/13平方公里），包括150萬巡護員或同樣職責(zé)的人員（1人/26平方公里），同時有效、公平和可持續(xù)的自然保護地管理也需要改善資金、工作環(huán)境和能力。”

清理獵套 ? Li Gang

智慧巡護管理策略

為了更好地優(yōu)化巡護工作，我們在過去3年與合作伙伴們開展了“智慧巡護管理策略”試點項目（前身為SAMAP），利用網(wǎng)格化管理和監(jiān)督機制，將保護區(qū)域（林場）沿道路劃分成多個目標(biāo)網(wǎng)格。每個網(wǎng)格被分配了不同的網(wǎng)格巡護員，他們由當(dāng)?shù)匮沧o員、社區(qū)志愿者及執(zhí)法人員組成。并按要求在指定網(wǎng)格完成相關(guān)巡護行動，查看是否發(fā)生盜獵行為。

某區(qū)域網(wǎng)格化管理中網(wǎng)格員巡護點位圖 ? WWF

這些網(wǎng)格員的工作能夠形成互補：巡護網(wǎng)格員更加專業(yè)，可以有計劃地覆蓋多個網(wǎng)格，但人手有限；社區(qū)網(wǎng)格員雖然沒有巡護員的專業(yè)能力強，且一般只能在一到兩個固定網(wǎng)格打卡，但能一定程度上彌補巡護員數(shù)量的不足。

SAMAP巡護 ? CX

今年，我們成立了人工智能項目小組共同探究如何更好地分配巡護網(wǎng)格員和社區(qū)網(wǎng)格員的工作，以提升巡護管理效能。項目小組成員還包括來自卡耐基梅隆大學(xué)的方飛教授、上海交通大學(xué)的吳雨菲、清華大學(xué)的徐翊軒及黑龍江省自然與生態(tài)研究所的朱世兵博士。

那么如何更有策略地分配巡護網(wǎng)格員和社區(qū)網(wǎng)格員的工作，以提升巡護管理效能呢？

我們將這個問題建模為一個安全博弈模型，就像我們玩剪刀石頭布時需要分析對手可能出的招數(shù)一樣。

“博弈論是跟決策制定過程相關(guān)的理論。它關(guān)注一個人應(yīng)該如何制定決策，或者至少是如何制定決策的。你每天都會做出一大堆決定。其中一些是有深層思考的，其余幾乎都是自動地。你的決策都和你的目標(biāo)聯(lián)系在一起——如果你清楚每一個選擇的結(jié)果，那決策是很容易的。你只需要決定你希望去到哪，然后選擇相應(yīng)的路徑就能去到那里了。當(dāng)你腦子里想著（你的目標(biāo)）要進電梯去到某一層樓時，你就會按下相應(yīng)樓層的按鍵（你的一種決策）。”

Morton D. Davis, Game Theory: A Nontechnical Introduction (Mineola: Dover Publications, 1970), p. 3.

在這個問題里， 偷獵者需要分析巡護員的巡護策略，選擇放置獵套的位置以避免被巡護員發(fā)現(xiàn)并成功捕獵，而巡護網(wǎng)格員和社區(qū)網(wǎng)格員需要決定去哪里巡護以減少盜獵的成功率，同時考慮盜獵者可能放置獵套的策略。

在這個模型下，項目小組設(shè)計了基于機器學(xué)習(xí)和人工智能的算法，來計算出不同網(wǎng)格員的最佳策略，即每個網(wǎng)格應(yīng)該分配多少巡護網(wǎng)格員和社區(qū)網(wǎng)格員，每個網(wǎng)格員又應(yīng)該在哪個網(wǎng)格投入更多的巡護力度。

網(wǎng)格員分配示意圖 ? WWF

假設(shè)一個林場只有3個網(wǎng)格，我們有2個巡護網(wǎng)格員和3個社區(qū)網(wǎng)格員。2號網(wǎng)格的野生動物足跡較多，而3號網(wǎng)格的較少?？赡芪覀兊哪Ｐ秃陀嬎銜嬖V我們，最優(yōu)巡護策略是讓巡護員們花少部分時間在1號網(wǎng)格進行巡護，大部分時間在2號網(wǎng)格進行巡護（巡護時間分配由指示箭頭的粗細(xì)來表示）。為了補充巡護網(wǎng)格員的工作，我們可以讓兩個社區(qū)網(wǎng)格員去1號網(wǎng)格巡護，一個社區(qū)網(wǎng)格員去3號網(wǎng)格巡護，從而提升整體的巡護效果。

日常巡護 ? CX

網(wǎng)格化管理為智慧巡護管理提供了

更多的可能

首先野生動物為了生存，會利用周圍的水源和食源，坡度、溫度及隱蔽性也會影響它們的分布。盜獵者尾隨在獵物身后，他們更善于利用設(shè)施和工具來捕捉獵物，雖然行蹤狡猾隱蔽，但我們可以通過野生動物的這些行為特點和環(huán)境來預(yù)測盜獵者的行動。

盜獵成本是盜獵者策略中的重要一環(huán)，盜獵者通常來自森林周邊社區(qū)，主要道路交通便利，所以道路兩側(cè)是他們行動的高發(fā)區(qū)域。

東北虎 ? 東北虎豹國家公園管理局

沿道路設(shè)置的網(wǎng)格，構(gòu)成了數(shù)據(jù)共享的平臺，巡護網(wǎng)格員、社區(qū)網(wǎng)格員還有執(zhí)法網(wǎng)格員的工作和成效可以得到系統(tǒng)的量化，并且在人員短缺的情況下優(yōu)化了巡護重點區(qū)域，這種新的策略加強了不同主體之間的多元聯(lián)動。

當(dāng)我們架構(gòu)好新的巡護管理體系，接下來就是與盜獵者之間的博弈。

東北虎棲息地某區(qū)域智慧巡護評估示意圖 ? WWF

延伸閱讀：關(guān)于盜獵和反盜獵定義的思考

法律和政策為野生動物保護提供了保障，明確了哪些物種在哪一片區(qū)域得到了強有力的保護。例如人們將“非法射殺、捕捉或獲取在特定保留或禁止這些行為的土地上的動植物”視為非法行為，即盜獵。

在過去一段時間內(nèi)，反盜獵一詞提供了一個術(shù)語環(huán)境，這對于合作伙伴之間的溝通是非常有效的，它簡單明確了我們保護野生動物的目的，展示了巡護和巡護員對于打擊盜獵的力量和決心。

但隨著我們對不同地區(qū)文化和歷史的不斷認(rèn)知，理解違法行為與巡護，巡護與社區(qū)，巡護與生態(tài)之間關(guān)系后。對于巡護與盜獵簡單對抗的描述有可能會影響我們的保護成果。

更全面的理解和策略才會讓我們進一步實現(xiàn)人與自然和諧共生。

日常巡護 ? CX

請圍觀2024“全球老虎日”短片

WWF人工智能項目小組部分成員介紹

項目成員：吳雨菲 上海交通大學(xué) 計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)（IEEE試點班）

指導(dǎo)老師：方飛博士，畢業(yè)于南加州大學(xué)計算機科學(xué)系，曾任哈佛大學(xué)計算與社會研究中心 (CRCS) 的博士后研究員，現(xiàn)任卡耐基梅隆計算機科學(xué)學(xué)院軟件與社會系統(tǒng)系副教授。 研究領(lǐng)域為人工智能和多智能體系統(tǒng)，重點是將機器學(xué)習(xí)與博弈論相結(jié)合。曾獲2021年IJCAI（國際人工智能聯(lián)合會議）計算機與思想獎，2022年斯隆研究獎，2023年艾倫紐厄爾杰出研究獎。

作者：劉鐸

排版：石文迪

參考文獻

Morton D. Davis, Game Theory: A Nontechnical Introduction (Mineola: Dover Publications, 1970), p. 3.

Michael R. Appleton et al. Protected area personnel and ranger numbers are insufficient to deliver global expectations.  https://doi.org/10.1038/s41893-022-00970-0