Ping, You’ve Got Whale

2025.03.12 | 新闻, 解决方案, 野生动物 解决方案 2025.03.12

Ping, You’ve Got Whale

一种新型的人工智能驱动的检测系统，能够在鲸鱼进入航线时向船长发出实时警报。

作者：Ashley Braun
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在一个鞋盒大小的设备里，安装在船的甲板上，一组高度稳定的热感应摄像机扫描着海面。突然，在远处雾蒙蒙的海浪中，它们发现了一小股白色的水雾。又一股。现在算法开始工作了。一个机器学习系统抓取了这段视频，并通过一个在数百万个类似片段上训练过的神经网络运行它。

通过将其检测到的内容与其训练数据进行比较，这个人工智能模型做出了判断：远处那小股热气是鲸鱼的呼吸。计算机系统向待命的远程专家发送 ping，专家会再次检查机器的工作。在一分钟内，专家将警报转发回船上，及时引起船长的注意，以便船员能够改变航向，并有望避免鲸鱼成为海上“路杀”。

这就是 WhaleSpotter，一种由人工智能驱动的鲸鱼探测系统，旨在向船舶发送实时警报，以防止它们与鲸鱼相撞——这种威胁每年导致数千头鲸鱼受伤或死亡。

视频由 WhaleSpotter 提供

在马萨诸塞州 Woods Hole 海洋研究所的生物物理学家 Daniel Zitterbart 的带领下，科学家们一直在渡轮、研究船、游轮以及北美东西海岸的陆基设施以及南大洋的部分地区测试这种新型的由 AI 驱动但人工验证的鲸鱼探测系统。

自从 WhaleSpotter 在 2019 年的早期研究试验中启动以来，其能力得到了极大的提升。在全球超过二十几个船舶和陆地安装点中，WhaleSpotter 网络在 2024 年进行了超过 51,000 次海洋哺乳动物检测，而第一年仅有 78 次。所有这些检测都会实时自动发送到远程数据中心，但只有少数船只选择接收 24/7 的警报。

但是这些船只的规模都不大。为了拯救鲸鱼免于致命的碰撞，最大的挑战之一是保护它们免受海上最大和最常见的船只——集装箱船的威胁。

Zitterbart 说，集装箱船的撞击是大型鲸鱼死亡的主要原因之一，因为它们体积庞大且难以操纵。从高出海浪的货船驾驶舱向外望去，尤其是在夜间或雾中，船长可能难以足够快地看到鲸鱼，从而改变船只的航向，而船只的长度很容易达到 250 米（800 英尺）。这就是为什么 Zitterbart 的团队最近开始与位于夏威夷的 Matson Navigation Company 建立研究合作伙伴关系，以便开始为这类关键船只调整 WhaleSpotter 的技术。

为使 WhaleSpotter 能够在集装箱船上工作，需要进行特殊考虑。集装箱船速度较慢且难以转弯，因此需要比其他船只提前获得更多通知。但是，集装箱船也高耸于海面上。利用更高的有利位置，Zitterbart 及其团队已经能够增加其系统可以可靠地发现鲸鱼的距离。通过测试远程摄像机并调整 Matson 的集装箱船在夏威夷、阿拉斯加和美国西海岸沿线的航线上的稳定系统，该团队发现该技术现在可以可靠地发现长达 6 公里（近 4 英里）的海洋哺乳动物。Matson 的船只尚未通过 WhaleSpotter 的系统接收实时警报，但 Zitterbart 及其同事正在继续微调其检测系统，以便为黄金时段做好准备。

“我认为我们快完成了，”Zitterbart 说。

Matson 发言人 Keoni Wagner 补充说：“我们对早期的结果感到兴奋。假设该系统达到目前的预期，我们计划将其用途扩展到整个国内船队。”

来自非营利组织 Cascadia Research Collective 的海洋生物学家 John Calambokidis 认为，从广义上讲，减少船舶撞击鲸鱼事件的策略有三种：改变船舶的航线、降低船速以及使用实时探测来避开鲸鱼。Calambokidis 说，第三种策略没有得到足够的重视，Zitterbart 的方法提供了重要的贡献。“那不是一件简单的事情，”他谈到经过专家评审的 AI 方法时说道。他补充说，对热像仪（检测热量而不是光线）的依赖使该系统在夜间特别有用，因为许多鲸鱼物种更可能在夜间比白天更靠近水面。

WhaleSpotter 刚刚衍生出一家营利性公司，但它并不是唯一能够检测鲸鱼的 AI 增强型热像仪系统。Awarion 和 SEA.AI 也可以。但是 Zitterbart 认为，他的技术的独特之处在于 WhaleSpotter 专为海洋保护而设计。因此，他坚持让人类验证机器的工作。“很多人说，‘那不是矫枉过正吗？我们不能摆脱它吗？’”Zitterbart 说。

虽然 AI 系统旨在过滤掉误报——例如来自鸟类、海浪和船只的信号——但 Zitterbart 的目标是让船长收到零误报，以便每次 ping 都能真正引起他们的注意。取消人工监督可能会使船长们淹没在虚假报告中，这可能会导致沮丧和警报疲劳。面临风险的是北大西洋露脊鲸等物种的生存，这是一种濒临灭绝的动物，遭受了严重的船舶撞击，仅剩下 370 只：“我们不能错过任何一只动物，”他说。

Calambokidis 强调，防止鲸鱼和船只之间的碰撞需要使用多种互补的策略。虽然 Zitterbart 欣然同意 WhaleSpotter 并非万能药，但他表示它特别适合某些目标——例如限制濒危物种的死亡。

最终，他希望更多的船只携带 WhaleSpotter 摄像机。“一旦有数百艘船只使用这项技术，真正的力量就会发挥出来，”他说。“那么收集到的信息也可以实时与未使用该技术的船只共享。”

然而，在他努力扩大 WhaleSpotter 的影响范围时，Zitterbart 的重点仍然是动物：“每一头因该技术而没有被撞击的鲸鱼都是一次成功。”