配备人工智能的无人机研究濒临灭绝的海豚
MAUI63组织利用搭载人工智能的无人机研究极度濒危的毛伊海豚,目前仅存54头。该技术有助于识别个体并了解其行为,为保护工作提供支持。
在太平洋西南部的新西兰西海岸,生活着一种名为毛伊海豚(Māui dolphins)的珍稀海洋哺乳动物。它们体型小巧,背鳍呈独特的圆形,是世界上濒危程度最高的海豚之一。根据最新统计,目前已知的毛伊海豚种群数量仅为54头。几十年来,新西兰西海岸的刺网捕鱼等渔业活动使这一亚种濒临灭绝。
如今,科学家和保护主义者正在利用无人机、人工智能和云计算技术的结合,深入了解这些稀有海洋哺乳动物。他们表示,这一解决方案也可以应用于研究世界海洋中其他濒临灭绝的物种。
这项努力是非营利组织MAUI63发起的项目。MAUI63由海洋生物学家Rochelle Constantine教授、技术专家Tane van der Boon和无人机爱好者Willy Wang于2018年成立。当时毛伊海豚的数量估计为63头,因此得名MAUI63,如今已降至54头。
毛伊海豚对毛利人具有重要的生态和精神意义。它们栖息在新西兰北岛西海岸的水域,毛利人称新西兰为“Aotearoa”。成年毛伊海豚体重约50公斤,体长可达1.7米,是海豚家族中最小的成员之一。它们的身体有白色、灰色和黑色斑纹,背鳍呈黑色圆形。不同于人类的面部特征,这些斑纹在不同个体之间没有变化,因此肉眼无法识别个体。传统的海上监测和研究方法既困难又昂贵。研究人员承认,对它们的行为知之甚少,尤其是在冬季天气恶化的时候。
MAUI63的解决方案是一架配备人工智能的无人机,可以高效地发现、跟踪和识别海豚。无人机翼展4.5米,搭载8K超高清静态相机和全高清云台相机,结合目标检测模型和最初为面部识别开发的开源算法,用于识别海豚。数据托管在Microsoft Azure上,用于通过背鳍的形状、大小以及上面的划痕和标记来识别个体。
开发过程得到了新西兰“云与AI国家计划”以及Microsoft Philanthropies ANZ的支持。MAUI63还在开发一款名为Sea Spotter的应用程序,该应用使用Azure Functions,允许人们上传毛伊海豚的照片,并通过AI算法学习识别个体。
Constantine教授表示,由于2008年建立的海洋保护区(2020年扩大),毛伊海豚被渔船网具误捕的风险已“极低”。但海豚可能游出保护区,因此MAUI63正在与渔业公司合作,通过无人机实时通知船员发现的海豚。
另一个威胁是弓形虫病,由猫粪便中的寄生虫引起,通过陆地径流进入海洋食物链,导致海洋哺乳动物死产和死亡。van der Boon表示,了解海豚的常规活动区域有助于确定弓形虫可能进入水体的区域,并采取相应措施。
MAUI63的目标是为保护决策提供科学依据。van der Boon强调:“我们只是收集数据并提供给需要的人,而不是决定如何保护。这对我们很关键,因为每个人对此都有不同看法。”目前,MAUI63的工作能否防止灭绝尚不确定,但值得一试。
环境科学家Aroha Spinks博士表示,保护毛伊海豚对于增强环境的生命力至关重要。“从毛利人的观点来看——这也得到科学支持——环境的健康影响人们的健康和福祉。”
MAUI63计划将其技术和方法提供给其他研究海洋物种的人员,例如可能与欧盟环境委员会在南极洲开展的项目。Constantine希望这种高科技方法能像对她一样对其他研究人员产生变革性影响。