Ribbit - 用于自动识别和分类无尾类物种的网络应用程序

Ribbit 的数据民主化方法是一个精心策划的公民驱动型科学贡献过程。通过利用 iNaturalist 声音和 Anuraset 现有的公共数据集，该应用程序为声学生物多样性监测奠定了坚实的基础。这些初始数据集为机器学习训练提供了全面的基线，确保为无脊椎动物识别建立高质量的初始模型。

该应用程序的创新数据收集策略不仅限于收集信息，还对用户提供的数据实施了严格的质量控制流程。每一份公民提交的记录都将经过仔细的验证，然后才有可能提交给全球生物多样性信息基金（GBIF）。这种方法将被动的数据收集转变为主动、协作的科学过程，使公民能够为保护研究做出有意义的贡献，从而实现 GBF 目标 14，即 "将生物多样性纳入各级决策"。

至关重要的是，Ribbit 保持严格的数据隐私和保护协议。考虑到生态数据的敏感性，特别是有关稀有物种和精确位置信息的数据，该应用程序实施了严格的用户同意机制。未经贡献者的明确知情同意，任何用户数据都不会被共享或分发，从而保护了生态主体和公民科学家的隐私。

事实证明，公民科学应用程序有助于生物多样性监测，同时还能吸引自然爱好者参与其中（Callaghan 等人，2019 年）。例如，澳大利亚博物馆推出的应用程序 FrogID 允许用户记录青蛙叫声，并由人工验证员核实其身份。迄今为止，FrogID 已发表的论文涉及监测入侵物种（Rowley 和 Callaghan，2023 年）、为 IUCN 红色名录评估提供信息（Gallagher 等人，2024 年）、评估火灾影响（Mitchell 等人，2023 年）、了解城市化影响（Callaghan 等人，2020 年）以及研究青蛙叫声行为（Liu 等人，2022 年）。我们的目标是在更短的时间内，利用 Ribbit 和世界各地的无尾类物种取得类似的成果。迄今为止，FrogID 团队已经积压了超过 18,000 个呼叫，使用我们的应用程序可以大大减少这些呼叫，因为机器学习算法的实施大大缩短了处理时间。

在我们应用程序的第一轮测试中，有 50 位用户提交了录音以供识别。他们的反馈是积极的：主题专家指出，他们记录的物种与 Ribbit 预测的物种相符；自然爱好者喜欢 "每日一蛙 "功能，该功能向他们介绍了一个新的无脊椎动物物种，或让他们通过该物种的名称和最常见的叫声重新认识熟悉的无脊椎动物（GBF 目标 11）。

保护生态系统是遏制气候变化和维持生态系统服务（《全球生物多样性框架公约》目标 11）的关键，而生态系统服务与全球 50% 以上的 GDP 密切相关。本世纪将有 100 多万种物种面临灭绝的威胁；然而，由于现有的数据缺口偏重于全球北部的观测，因此选择保护哪些地区具有挑战性。增加全球南部的生物多样性数据量对于保护濒危物种至关重要，因为这些物种在全球南部的生物多样性热点地区密度很高。两栖动物的发声方式多种多样，是声学识别的理想选择，也是至关重要的生态系统指标（Estes-Zumpf 等人，2022 年），超过 40% 的物种面临灭绝风险（Cañas 等人，2023 年）。增加全球 7000 多种两栖动物的标注数据将加强保护工作，减少脆弱生态系统的知识缺口。通过使用公民科学平台来帮助减少生物多样性的损失，我们将帮助当地建立起对这些重要栖息地的环境管理（GBF 目标 20）。

eBird 是与生物多样性相关的最大公民科学项目，拥有来自世界各地用户的 1 亿条鸟类观测数据。这些观察结果有助于 "在一个简单的科学框架内，通过收集的物种清单记录鸟类的分布、丰度、栖息地使用和趋势"。(Sánchez-Clavijo 等人，2024 年）。

iNaturalist 是另一款使用计算机视觉算法进行物种识别的公民科学应用程序，在减少生物多样性损失方面也被证明是成功的。迄今为止，该应用程序在全球范围内的观测次数已超过 200,000,000 次，每月观测次数达 600 万次。在 iNaturalist 上，研究级的观测数据会与 GBIF 共享，而GBIF 则会将这些知识用于政策决策、研究和社区建设（GBIF，2023 年）。

目前，我们的应用程序可识别全球 71 种青蛙和蟾蜍。虽然其中许多物种被世界自然保护联盟（IUCN）认定为 "最不受关注物种"（LC），但我们确实拥有一个世界自然保护联盟濒危物种--南方钟蛙（Ranoidea raniformis）。由于缺乏濒危物种，因此需要不同的从业人员参与生物声学生态监测。增加有关脆弱物种的数据点有助于利用数据驱动的洞察力为决策提供信息。当地社区和原住民将是增加应用中物种数量的关键资产，因为他们的当地知识使我们能够跟踪偏远地区的物种。

与鸟类或哺乳动物相比，两栖动物受到的威胁更大，数量减少的速度更快。两栖动物数量的减少是由多种因素造成的，如气候变化、糜烂性真菌以及物种贩运等其他人为因素。然而，两栖动物面临的威胁程度无疑被低估了，因为有 1294 种（22.5%）两栖动物鲜为人知，无法进行评估，而鸟类只有 78 种（0.8%）（Stuart 等人，2004 年）。

这种知识赤字凸显了 Ribbit 等教育工具在科学研究民主化方面的极端重要性。通过降低生态监测的门槛，Ribbit 等应用程序将被动的观察者转变为积极的保护参与者。教育技术使公民科学家能够直接为了解和保护脆弱的生态系统做出贡献，通过在研究不足的地区扩大数据收集来解决关键的研究局限。

这些创新平台提高了公众对生物多样性挑战的认识，同时为科学参与提供了便捷的途径。与拥有完善研究基础设施的以鸟类为重点的应用程序不同，震旦类动物保护缺乏全面的公民科学平台。Ribbit 填补了这一重要空白，使个人有能力成为两栖动物研究的重要贡献者，扭转了数据缺乏的趋势，并通过协作、技术驱动的环境管理支持全球保护工作。它是第一个包含 800 多种两栖动物信息的应用程序，有四种语言版本，包括叫声类型、照片、CITES 信息（物种是否被贩卖或用于商业目的，涉及 GBF 目标 5 和 9）、IUCN 状态（物种是否濒危，涉及 GBF 目标 4）以及动物行为和繁殖的一般信息。