用无人机寻找儒艮

澳大利亚科学家正在使用人工智能在海洋中寻找儒艮。
11月13日2018

采访

阿曼达·霍奇森,默多克大学

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吃海草的儒艮

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如果你在印度洋和太平洋的一些地方把麦克风插到水里,除了对虾的吱吱声,你可能还会听到咀嚼声和吱吱声。这些动物是儒艮,也被称为“海牛”。这些是海洋哺乳动物;它们的体重超过四分之一吨,而且,和陆地上的同类一样,它们也吃草——在这种情况下是海草。

但是,儒艮除了本身是一种值得观察的濒危物种外,也是当地海洋栖息地健康状况的一个非常有用的指标;西澳大利亚州珀斯默多克大学的阿曼达·霍奇森(Amanda Hodgson)刚刚赢得了25万美元的谷歌影响力挑战奖,因为她使用无人机和人工智能计算世界各地的海艮。她告诉克里斯·史密斯为什么这很重要……

阿曼达-儒艮只以海草为食,实际上它们在整个印度洋-太平洋都有分布。但不幸的是,它们很容易灭绝,主要是因为它们的海草栖息地正在消失,这是我们都应该非常关注的事情,因为我们都需要海草。海草养活了30亿人,同时也非常善于储存碳。人们没有意识到海草有多重要,因为它在很多物种的生命周期中都扮演着重要的角色,所以即使是我们很多人都喜欢吃的对虾,海草也是必不可少的。所以如果没有海草,我们就不会有虾。

克里斯:所以我们可以努力拯救儒艮,但如果我们不拯救海草,那我们就没有儒艮了?

阿曼达-完全正确。所以我们的想法基本上是让人们关注儒艮因为儒艮是海草健康状况的晴雨表如果没有海草就没有儒艮。所以你知道,如果你的儒艮消失了,你应该开始担心海草了。

克里斯:那么你是如何处理这个问题的?你将如何解决这个问题?这个问题不仅仅是一个小的地理问题,而是一个全球性的问题?

阿曼达:是的,这真的很难,因为我们监测儒艮的最好方法是进行空中调查;传统上,这意味着让一个由五人组成的团队坐在一架非常小的飞机上,非常低、非常慢地飞行数百公里。对这个团队来说风险很大,成本也很高,而且需要大量的专业知识,而这些在大多数有儒艮的国家都不会发生。所以,为了克服这个问题,我们已经开发了使用无人机代替飞机的方法。所以基本上就是用无人机对海洋进行航拍,然后计算儒艮的图像。

克里斯-无人机的射程达到了吗?这些无人机有多大?

阿曼达:我最初试用了一些非常高端的无人机——和军方使用的无人机一样——它们工作得非常好;他们有航程和耐力,但他们不在大多数人的研究预算之内!因此,对于大规模的调查,我们真的需要开发一些新的、廉价的无人机,它们具有同样的功能。但我们也在开发方法进行更小规模的调查,在很多地区,儒艮实际上出现在很小的口袋里;所以使用现成的无人机——发展中国家的人们可以负担得起并且有机会使用。我们正在开发使用这些技术的方法。这是非常简单和用户友好的。

克里斯-那它是怎么运作的呢?你将部署一些无人机到一个地理位置;他们会做空中调查,拍照,你能从照片中提取什么,啊,那是儒艮?

阿曼达-这就是棘手的地方!最初,我们必须自己检查图像,这需要很长时间。所以我们开发了一种儒艮探测器,它使用人工智能和机器学习来自动从图像中挑选儒艮;这样一来,观看图像的时间就减少了95%。

克里斯:你怎么知道你没有多次看到过同样的一个,就像儒艮世界里的“沃利在哪里”那样?假设它不断出现在各个地方:你怎么知道你不是重复计算?

阿曼达:这都是调查设计的一部分,所以我们在设计调查时必须确保我们的设计方式不会让我们再次看到同一种动物,我们通常会对一个地区进行抽样调查,而不是覆盖整个地区。所以我们可能会调查我们感兴趣的10%的区域,然后从中提取出儒艮的估计数量。

克里斯:你们有没有为这一切建立一个“后台”,把所有的数据整合起来,这样你们就可以把世界各地不同的采样点聚集在一起,这样你们就有了一个更全面的图景?

阿曼达-这正是我们目前的任务。我们的愿景是创建一个儒艮探测器在线中心,它将支持人们在世界各地进行调查,这样他们就可以使用一个工具来帮助他们设计调查并选择合适的无人机。然后他们会下载儒艮探测器,它会为他们处理所有的图像。我们将扩展儒艮探测器,这样它也可以根据你能看到的环境对图像进行分类,这些图像包括你能看到的海草。然后,他们可以将从儒艮探测器获取的所有数据上传到中心的交互式地图上,这样他们就可以创建自己的地图,也可以上传到全球数据库。

Chris -所以密切关注儒艮的数量以及它们在环境中的变化是有好处的,但这可能是这些地区环境健康的一个代理标志,不是吗?

阿曼达-没错。所以如果你能定期做一些调查,你知道儒艮一直在这个地区,但突然消失了,这是一个警告,基本上你需要去看看海草发生了什么。

Chris -这是否意味着你可以发现那些非常好的区域,然后你就可以问为什么这些区域这么好,同样你也可以发现那些明显呈现下降趋势的区域你可以问有什么不同为什么它们呈现下降趋势然后你可以开始调整你的干预措施?

阿曼达-完全正确。最终,它使当地政府能够了解我们真正需要保护的地区,以及我们真正需要关注的地区,以减轻对儒艮和海草的影响……

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