從視頻到人工智能：了解更多關(guān)于南極藍(lán)鯨的信息

近日，一篇論文中2013、2015和2019年的視頻和照片數(shù)據(jù)揭示了南極藍(lán)鯨的生活，并激活了自動(dòng)化方法的發(fā)展，以探測(cè)這些極度瀕危的海洋巨人。這項(xiàng)研究的實(shí)際意義在于，它提供了關(guān)于南極藍(lán)鯨潛水行為、吹氣間隔、游速和廣譜運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)，以及它們之間的關(guān)系；證實(shí)了有關(guān)南極藍(lán)鯨在不同年份的行為差異信息，以及它們可能會(huì)一起旅行的可能性。這些信息可以幫助研究人員更好地理解南極藍(lán)鯨的行為，以及它們?nèi)绾问艿狡渌蛩氐挠绊?，從而更好地保護(hù)它們。

2013年、2015年和2019年的南極藍(lán)鯨的潛水行為存在顯著差異。2013年和2019年的數(shù)據(jù)顯示，南極藍(lán)鯨的潛水行為包括一系列短潛水，然后是一次長(zhǎng)潛水，其中短潛水的平均潛水時(shí)間為17.6秒，長(zhǎng)潛水的平均潛水時(shí)間為189.3秒。2015年的數(shù)據(jù)顯示，南極藍(lán)鯨的潛水行為更加復(fù)雜，其平均潛水時(shí)間更短，而且存在更多的轉(zhuǎn)向行為。

根據(jù)研究結(jié)果，南極藍(lán)鯨的行為受到魚(yú)類群聚的分布情況所驅(qū)動(dòng)。2015年和2019年的行為存在顯著差異，這可能與2015年和2019年研究區(qū)域內(nèi)的磷蝦群聚特征有關(guān)。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，南極藍(lán)鯨可能會(huì)一起旅行，至少會(huì)持續(xù)幾天或一個(gè)月的時(shí)間。

(資料圖)

研究南極藍(lán)鯨吹氣的科學(xué)家表明，它們每小時(shí)呼吸約60次。這一細(xì)節(jié)為正在開(kāi)發(fā)的新人工智能提供信息，以檢測(cè)海上工業(yè)周?chē){(lán)鯨的存在。圖源：Elanor Miller

這項(xiàng)研究由澳大利亞南極司、蘇格蘭海洋科學(xué)協(xié)會(huì)和國(guó)家海洋和大氣管理局的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)，詳細(xì)測(cè)量了南極藍(lán)鯨的運(yùn)動(dòng)和行為。

該團(tuán)隊(duì)包括Susannah Calderan博士和Brian Miller博士，在2013年、2015年和2019年的三次航行中，調(diào)查了杜蒙居維爾海和羅斯海之間的東南極洲附近地點(diǎn)。

Miller博士說(shuō)：“2013年的航行是我們第一次使用被動(dòng)聲學(xué)儀器，通過(guò)收聽(tīng)南極藍(lán)鯨的聲音來(lái)尋找它們。這些儀器使我們能夠在數(shù)百公里外探測(cè)和追蹤這些稀有而且難以琢磨的動(dòng)物，并足夠近地研究它們?！?/p>

一旦團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一頭藍(lán)鯨或一群鯨魚(yú)，他們的船就會(huì)保持一定的距離，而他們會(huì)拍攝這些動(dòng)物，通常一次持續(xù)一個(gè)小時(shí)。

Calderan博士說(shuō):“在我們靠近鯨魚(yú)拍攝照片以進(jìn)行識(shí)別之前，希望盡可能多地了解鯨魚(yú)在自然狀態(tài)下的行為?！?/p>

極限游泳運(yùn)動(dòng)員

視頻跟蹤數(shù)據(jù)使研究小組能夠測(cè)量鯨魚(yú)每次浮出水面時(shí)的精確位置，它們的呼吸頻率(吹氣率)、游泳速度以及去向。

Calderan博士說(shuō):“通過(guò)技術(shù)更加精確地測(cè)量鯨魚(yú)，我們就能夠了解到它們是在進(jìn)食還是只是在該地區(qū)移動(dòng)，并捕捉到運(yùn)動(dòng)和行為模式。”

鯨魚(yú)的平均游泳速度在3.2公里/小時(shí)到6.6公里/小時(shí)之間，檢測(cè)到的最快速度接近15公里/小時(shí)。這些速度比新西蘭、斯里蘭卡和加利福尼亞的其他藍(lán)鯨種群的速度快得多。

Miller博士說(shuō):“我們認(rèn)為，這項(xiàng)研究證實(shí)了南極藍(lán)鯨是極端動(dòng)物中的極端動(dòng)物。它們是地球上最大的動(dòng)物，藍(lán)鯨亞種中最大的種群，比其他藍(lán)鯨游得更快更遠(yuǎn)。”

自動(dòng)檢測(cè)

這三次航行中收集的視頻數(shù)據(jù)集現(xiàn)在被用于開(kāi)發(fā)人工智能(AI)，以便在海上石油和天然氣勘探和風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)建設(shè)等嘈雜的作業(yè)中檢測(cè)鯨魚(yú)。

將人工智能安裝在船上的攝像頭系統(tǒng)中，可以360度掃描海洋，并在白天和晚上探測(cè)鯨魚(yú)的吹氣。

Miller博士說(shuō):“我們提供了專業(yè)知識(shí)，以指導(dǎo)業(yè)界開(kāi)發(fā)一種有針對(duì)性的產(chǎn)品，這可能會(huì)減少對(duì)鯨魚(yú)的影響并將其用于科學(xué)觀察。它不會(huì)取代專門(mén)的鯨魚(yú)科研航行，但如果我們能在每次航行中進(jìn)行短暫的觀察，我們就可以看到種群的趨勢(shì)，而不僅僅是個(gè)體?！?/p>

研究團(tuán)隊(duì)表示，這項(xiàng)研究說(shuō)明了以創(chuàng)新的方式應(yīng)用技術(shù)的好處，可以更多地了解一種被證明很難找到的動(dòng)物，并使用與其他鯨魚(yú)和物種有效的調(diào)查和觀察技術(shù)進(jìn)行研究。

Miller博士說(shuō):“當(dāng)你嘗試不同的東西時(shí)，它為你提供了進(jìn)行研究的新機(jī)會(huì)。當(dāng)你在工業(yè)捕鯨期間研究被獵殺最多的鯨魚(yú)時(shí)，或者在它的恢復(fù)以及如何最好地保護(hù)它們?nèi)匀淮嬖趩?wèn)題時(shí)，這項(xiàng)研究就很重要。”

參考文獻(xiàn)：

From video to AI: learning more about Antarctic blue whales – Australian Antarctic Program (News 2023) (antarctica.gov.au)

Calderan, S.V., Leaper, R., Andrews-Goff, V., Miller, B.S., Olson, P.A., Reyes, M.V., Bell, E. and Double, M.C., 2023. Surfacing rates, swim speeds, and patterns of movement of Antarctic blue whales.

編譯：開(kāi)心

審核：露爾

標(biāo)簽： 人工智能 數(shù)據(jù)顯示 游泳速度