人工智能技術(shù)在珊瑚礁保育中的應(yīng)用

當(dāng)前，全球面臨著越來越危險(xiǎn)的氣候變化和生物多樣性衰退挑戰(zhàn)。人類開始轉(zhuǎn)向包括人工智能在內(nèi)的新興技術(shù)，以尋求過去被視為不現(xiàn)實(shí)的解決方案來提高環(huán)境保護(hù)能力。人工智能在其強(qiáng)大的計(jì)算能力和數(shù)據(jù)處理能力方面具備巨大潛力，可以為科學(xué)家們提供更準(zhǔn)確、更及時(shí)的數(shù)據(jù)，幫助他們預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)氣候變化和生物多樣性的發(fā)展趨勢(shì),實(shí)現(xiàn)更高效的資源分配和管理，從而為生態(tài)保護(hù)工作提供更多的支持和保障。本系列文章將分享人工智能技術(shù)在各個(gè)保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用案例，供感興趣的讀者參考。

監(jiān)測(cè)分析中樞

英特爾、埃森哲咨詢公司和菲律賓一家非營(yíng)利組織Sulubaa?環(huán)境基金會(huì)聯(lián)合在菲律賓潘加塔蘭島周圍的珊瑚礁上部署了一個(gè)人工智能驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)收集平臺(tái)，以更好地對(duì)珊瑚礁的恢復(fù)能力進(jìn)行監(jiān)測(cè)、描述和分析。他們還安裝了一個(gè)人造混凝土礁，為不穩(wěn)定的珊瑚碎片提供有力支撐。此外，他們還放置了預(yù)先配備了埃森哲應(yīng)用智能視頻分析服務(wù)平臺(tái)（VASP）的智能水下攝像機(jī)，以便對(duì)經(jīng)過的魚類進(jìn)行探測(cè)并拍攝。VASP采用人工智能技術(shù)，可以對(duì)海洋生物進(jìn)行計(jì)數(shù)和分類，收集完成后將數(shù)據(jù)發(fā)送至表面儀表板，為研究員提供實(shí)時(shí)分析和趨勢(shì)信息，使其得以依據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效決策來保護(hù)珊瑚礁。

海底識(shí)別高手

澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation，CSIRO）是澳大利亞最大的國(guó)家級(jí)科研機(jī)構(gòu)，成立于1926年，主要通過科學(xué)研究和發(fā)展，為澳大利亞政府提供新的科學(xué)途徑，以提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

CSIRO的研究人員開發(fā)了一個(gè)深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)，可以用來分析圖像以保護(hù)深海珊瑚礁，其速度相較人工大幅提升。這個(gè)系統(tǒng)由多層人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組成，目標(biāo)是模仿人腦，學(xué)習(xí)如何在數(shù)據(jù)中識(shí)別復(fù)雜的模式。深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)非?？焖偾覝?zhǔn)確，最終的訓(xùn)練模型在不到20分鐘的時(shí)間內(nèi)對(duì)超過2300張圖像進(jìn)行了分類，這項(xiàng)任務(wù)如果由人來做需要超過三個(gè)月的時(shí)間。它學(xué)會(huì)了區(qū)分海底的六種特征，包括已建立的珊瑚、珊瑚碎片、其他生物的碎片、沙或泥、鵝卵石或礫石、巖石，準(zhǔn)確率達(dá)到了98.19%。在某些情景下，它甚至比人工更加準(zhǔn)確。

珊瑚礁的“歌聲”

新的研究表明，人工智能（AI）可以通過學(xué)習(xí)珊瑚礁的“歌聲”來跟蹤珊瑚礁的健康狀況。珊瑚礁有一個(gè)復(fù)雜的聲景（生活在珊瑚礁區(qū)域的魚類和其他生物會(huì)發(fā)出各種各樣的聲音），即使是專家也需要進(jìn)行繁瑣的分析才能根據(jù)聲音記錄來衡量珊瑚礁的健康狀況。雖然其中許多叫聲的含義仍未能為人類所知，但新的人工智能方法可以區(qū)分健康和不健康珊瑚礁的整體聲音。

在這項(xiàng)新研究中，?？巳卮髮W(xué)的科學(xué)家使用健康和退化的珊瑚礁的多個(gè)記錄訓(xùn)練了一種計(jì)算機(jī)算法，使機(jī)器能夠?qū)W習(xí)差異。在分析了大量記錄數(shù)據(jù)后，計(jì)算機(jī)已可以成功識(shí)別92%的珊瑚礁健康狀況。該團(tuán)隊(duì)利用這一成果來跟蹤珊瑚礁修復(fù)項(xiàng)目的進(jìn)展。

圖源：@綠會(huì)融媒

編譯：Richard

審核：LYJ

【參考鏈接】

1.https://www.csiro.au/en/news/All/Articles/2023/May/AI-to-the-rescue-protecting-deep-sea-coral
2.https://phys.org/news/2020-04-artificial-intelligence-coral-reefs.html
3.https://www.unite.ai/ai-used-to-monitor-health-of-coral-reefs-and-detect-ocean-trash-pollution/
4. https://www.sciencedaily.com/releases/2022/05/220527085230.htm