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約肯水下無人機參與聯合國開發計劃署(UNDP)海洋環境監測活動

2021-06-02 13:49 性質:轉載 作者:約肯水下機器人 來源:約肯水下機器人
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巴巴多斯海洋是地球表面最大的組成部分,具有穩定氣候、維持物種生命和人類福祉的功能。然而,據2016年發布的首份《世界海洋評估》報告,大片海洋正在嚴重退化,...

巴巴多斯

海洋是地球表面最大的組成部分,具有穩定氣候、維持物種生命和人類福祉的功能。然而,據2016年發布的首份《世界海洋評估》報告,大片海洋正在嚴重退化,海洋系統的結構、功能和效益也發生了變化和衰退。此外,到2050年全球人口預計將增長至90億,屆時,海洋所承受的壓力將進一步加大。為應對這一情況,2017年12月,聯合國組織宣布,2021至2030年是聯合國海洋科學促進可持續發展國際十年,希望召集全球海洋利益相關方確定一個合作框架,來扭轉海洋健康衰退趨勢,為海洋科學的發展創造更好的條件,進而實現海洋可持續發展。

聯合國海洋科學促進可持續發展國際十年(2021-2030)

“藍色機器人”的誕生

在“走向深藍”的背景之下,2019年,聯合國開發計劃署(UNDP)駐巴巴多斯和東加勒比地區的加速器實驗室收到了一項名為“藍色機器人”的項目提案。這個提案希望在加勒比海的巴巴多斯島國水下60米處部署半自動機器人,來追蹤與珊瑚礁相關的特定魚類。經過多方評估后,這項旨在加強珊瑚礁監測及提升海洋健康的創造性提案獲得了批準,并開始推廣起來。

這個項目由來自巴巴多斯的S. Antonio Hollingsworth提出,并通過他所創的巴巴多斯數字創意公司(BDCI)獲得技術支持。Hollingsworth從小生活在海邊,一家人以海為生,因此他對海洋環境的污染惡化深有感觸,長大后,他決心用另一種形式來反哺家鄉。

S. Antonio Hollingsworth巴巴多斯數字創意公司的創始人兼執行董事 人工智能和機器學習解決方案開發者

巴巴多斯數字創意公司

“藍色機器人”項目在水下部署半自動機器人來收集珊瑚礁等各項海洋數據,在BDCI研發的人工智能算法幫助下,對數據進行分類和標記處理,上傳到網絡供全球科研人員參考使用。并希望借此來幫助巴巴多斯和廣大加勒比地區應對社會經濟和氣候變化的挑戰。

與約肯水下無人機結緣

Hollingsworth在“藍色機器人”項目中使用了約肯水下無人機來收集海洋數據的圖像信息。約肯機器人的身影為何橫跨太平洋出現在巴巴多斯的水下珊瑚礁?原來還有一段特別的緣份。Hollingsworth首先是在2018年美國眾籌平臺Kickstarter上了解到了約肯機器人,當時他正為這個項目尋覓一款支持水下拍攝的產品。此后他一直關注著約肯機器人的動態,并了解到約肯機器人在2019年發布了全球首款具有水下變焦拍攝功能的水下無人機BW Space Pro,后來還申請成為了約肯機器人在當地的經銷商。

約肯水下無人機過硬的品質是Hollingsworth作出選擇的關鍵。首先是因為約肯水下無人機能夠適應水下珊瑚礁的環境。在巴巴多斯的珊瑚礁環境中,很容易攪起飛沙走石,干擾水下機器人的工作。但約肯水下無人機自身結構非常結實,在水文條件不太好的情況下依然可以運行自如,捕捉到海洋生物的精彩動態。而Hollingsworth對比的其他同款產品都難以適應珊瑚礁的水下環境。其次,約肯水下無人機操作簡便,非常適合在巴巴多斯的特定水域收集水下圖像。因此,Hollingsworth認為約肯水下無人機稱得上是水下拍攝、水下勘察的首選產品。

▼ 視頻由約肯水下無人機BW Space Pro拍攝 ▼

巴巴多斯水下世界

Exploring in Barbados

約肯水下無人機助力海洋生物的數字化建設

Hollingsworth利用約肯水下無人機在巴巴多斯拍攝了處于不同方位、光照和水況條件下的珊瑚礁和海洋生物圖像,這些圖像一方面可以直接應用到當地旅游業的推廣宣傳,向游客直觀地呈現巴巴多斯精彩的水下世界,從而提高巴巴多斯這樣的小島嶼發展中國家的知名度。

圖片由約肯水下無人機BW Space Pro拍攝

圖片由約肯水下無人機BW Space Pro拍攝

另一方面,還可以利用BDCI公司所研發的人工智能算法將圖像數據轉變為數字資料,搭建數據集來實時監測水下珊瑚礁的變化。目前,“藍色機器人”項目已收集了近2Tb容量的圖像信息,通過BDCI公司的技術在Kaggle平臺上搭建了10個開源數據集和3個比對數據集,分別對比了La Soufriere火山灰降落10天和14天后,以及去年新冠疫情采取封鎖措施時期的水下生物數據情況。

由于巴巴多斯地處環太平洋火山地震帶,火山爆發活動多發,降落的火山灰會滲入到水域中,專家們推測落在水中的火山灰會影響海洋生物的生長,因此Hollingsworth使用BW Space Pro水下無人機對火山灰落蓋區域的水底環境進行跟蹤拍攝,并對比研究水域中火山灰的分布情況,為珊瑚礁保育提出可行意見。同時他也發現,巴巴多斯近海珊瑚礁受到旅游業的沖擊比火山灰散落要嚴重得多。因此他也在自己的社交平臺上呼吁巴巴多斯的旅游從業者和游客要共同愛護我們賴以生存的海洋家園。

Hollingsworth創建的海洋生物數據集

利用這些收集的海洋生物數字化信息還能進一步幫助重構海洋的未來。首先,人工智能算法可以根據圖像信息來學習構建水下珊瑚礁的習性模型。這種數字孿生技術的成果可以幫助政策制定者預判所制定的環保政策是否切實有效。其次,所記錄的海洋生物信息還能作為海洋資源的寶貴備份,記錄大自然的變遷。

目前,Hollingsworth在社交平臺上分享了不少關于巴巴多斯珊瑚礁保育工作的心得體會,在他即將發布的文章中,他將繼續探討在當今氣候變化、海洋污染環境下如何保護海洋的話題。在約肯機器人的助力下,Hollingsworth將繼續堅持他的“藍色”夢想。

圖片由約肯水下無人機BW Space Pro拍攝

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