通过18万小时的海域录音，谷歌用AI资助科学家更好地掩护座头鲸

时间:2020-04-20 07:33:03
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来源:世界杯买球盘口网址app

编译：奥vi丫、牛婉杨

近几年，人工智能已经走进了各个领域，以资助人类更好的举行研究。克日《纽约时报》报道称，机械学习为海洋“巨头”座头鲸的科学研究提供了很大资助。

AI可以通过长达18万小时的太平洋海下录音，检测出座头鲸歌声泛起的时间和所在。

来和文摘菌一起看看美国国家海洋与大气治理局生态学家Ann Allen是怎么做的~

2018年1月，她联系谷歌寻求资助，希望在所有其他海洋噪音（例如海豚的啼声或汽船发念头的声音）中找到座头鲸的歌声。谷歌工程师使用带注释数据（其中鲸鱼歌声和其他噪音已被识别出来）在十小时内训练出一个神经网络来探测鲸鱼的歌声，这个网络基于一个用于识别油管视频中声音的模型。

相关链接：

https://ai.googleblog.com/2018/10/acoustic-detection-of-humpback-whales.html

约莫9个月后，Allen获得识别座头鲸歌声的模型，她将其用于研究太平洋岛屿中该物种的泛起和已往十年间的变化。除此之外，谷歌也使用了类似的算法来资助加拿大渔业和海洋部实时监测濒临灭绝的南方常住虎鲸（Orca）的数量，该种群已淘汰到了约莫70只。

事实上，AI对于海洋研究用处很大，因为海洋中既有着大量的数据（外貌广、深度深）又可以说是欠缺一定的数据（因为获得数据太昂贵了，而且从各地收集差别类样本也纷歧定有用）。

气候变化也使机械学习在海洋研究中变得更有应用价值。随着动物迁徙、温度升高和洋流变化，科学家可得的大量数据不再准确，因此如何举行种群数量治理亟待解决。

濒临灭绝的北大西洋右鲸的种群数量已淘汰到约400只，更先进的监测技术可以资助它们。该种群可能由于温度升高，从传统栖息地美加接壤的缅因湾向北迁移到了加拿大圣劳伦斯市的海湾。

与这一转变相吻合的是NOAA（美国国家海洋与大气治理局）提出的“不寻常的死亡事件”：自2017年以来，已知有30条鲸鱼死亡（加拿大21条，美国9条），其中绝大部门是船只撞击或被渔具缠绕所致。

为了掩护鲸鱼，科学家需要知道它们在那里，这就是Charles Stark Draper实验室和新英格兰水族馆正在做的，他们称之为“从太空数鲸鱼”。通过卫星、声纳、雷达、人类眼见及洋流等数据，他们正在训练一种机械学习算法，以建设预测鲸鱼所在地的概率模型。Draper全球挑战主管Sheila Hemami表现，美联邦、州和地方政府可以借助这些信息更快地对航道、运输速度和渔业做出决议，从而更好地掩护鲸鱼。

同时许多鱼群也在移动，它们已经或靠近被过分捕捞，而其中大部门捕捞行为是非法的。为了停止非法运动并使海洋中的族群保持康健水平，谷歌还资助建立了全球打鱼监视网（Global Fishing Watch），该组织通过收集和公然船只的位置和运动来监视世界各地的打鱼运动。

该组织研究与创新主管David Kroodsma说，“一直以来渔业数据与其它采掘业相比都很是匮乏，因此获得海洋中的大数据令人兴奋，因为这中蕴涵了许多革新数据的时机。20%的打鱼都是非法的、未陈诉或不受管制的，相识这些行为的所在能帮我们更好应对这些。”

AI还能为海洋做些什么？

机械学习也可用于海洋化学和污染，例如监测海洋塑料。应美情况掩护署的要求，Draper正在使用类似于国际空间站中监测空气质量的传感器收集相关数据，用于研究海洋中微塑料的性质。Dr. Hemami说，他们凭据这些信息制造了一种“特定化学物质的指纹”用于训练算法来识别塑料。

这项研究仍处于测试阶段，但他们已在北太平洋盘旋处四周（大太平洋垃圾补丁法式（Great Pacific Garbage Patch）所在地）部署了第一代传感器，该传感器有助于相识相关系统的事情方式。

Dr. Hemami表现，机械学习在海洋化学领域另有许多应用等候开拓，例如海洋酸化、脱氧或硝酸盐浓度，前景辽阔。

机械学习正在资助追踪巨型幼虫，该幼虫的黏液室会捕集二氧化碳，并将其发送到海底。至少在这种情况下，动物视察和化学视察的应用有所重叠——追踪巨型幼虫。

蒙特利湾研究水族馆研究所的首席工程师Kakani Katija一直在使用机械学习来追踪这些浮游生物并对其行为举行了建模。它们使用粘液给自己制作精致的衡宇，在它们的家（可能凌驾三英尺）中，这些微小的动物（约莫是一支新铅笔的长度的一半）会过滤掉水，并捕捉从海洋外貌下沉的颗粒和碎屑来食用。

一旦修建物被这种海洋灰尘阻塞，这些浮游生物便会放弃家园，这些衡宇就沉入海底为海底住民提供食物。这些海洋灰尘大部门由光互助用生物组成，它们吸收了大量的二氧化碳，之后形成灰尘堵塞衡宇。因此这些下沉的衡宇另有另一个关键功效：粘液室在捕捉灰尘碎片的同时会捕捉二氧化碳，将其一并发送到海底。

燃烧化石燃料时释放出的二氧化碳大部门被海洋吸收，这阻止了我们的地球变暖多达36摄氏度，可是二氧化碳使海洋的酸性升高。因此海洋中储存的二氧化碳量对于模拟未来的气候变化至关重要，而思量到全世界浮游生物的普遍性以及它们可以过滤的水量，这很可能是一个很大的数目。

Dr. Katija说：“由于对海洋或情况更深的相识，我们很容易陷入灰心情绪。但我认为这是一个充满希望的时刻，我热爱人工智能技术和它带来的进步，而这项技术一旦获得合理的应用，它将会对视察情况和缔造可连续生长的未来发生深远影响。”