身在澳大利亞的海岸線上，我們常能看到無人機在頭頂盤旋、直直朝著閃閃發(fā)光的碧綠海水拍攝。“肯定又是網(wǎng)紅在這取景”，我們在心里抱怨。但如果認真觀察這臺飛行器，就會發(fā)現(xiàn)上頭畫著標志，以亮黃色加紅色的字母寫明“保持暢通”。所以說，這應該不是TikTok播主放的。

沒錯，它不是網(wǎng)紅的玩具，而是保護沖浪愛好者們的大救星。這些無人機負責在海灘上追蹤鯊魚，避免這些危險生物與嬉水者之間距離過近。新南威爾士州政府已經(jīng)做好準備，計劃未來幾年內(nèi)投入巨資（超過8500萬美元）以減輕鯊魚威脅，讓人類更好地與這些食肉動物共存。當然，傳統(tǒng)的起重機巡邏和防鯊網(wǎng)仍然存在，但2020年的一項調(diào)查顯示，公眾最喜愛的鯊魚管理方案仍然是這種無人機追蹤。

這項舉措并不新鮮。自2016年以來，州政府就一直在利用無人機搜尋鯊魚蹤跡，并從2018年開始與Surf Life Saving NSW合作開展工作。無人機的飛行高度超過60米，由訓練有素的沖浪救生飛行員操縱。一次次掠過海洋上空所拍下的實時視頻并非為了記錄美麗的海浪，而是要搜尋水面之下流動的鯊魚。操縱員們當然接受過如何區(qū)分鯊魚形態(tài)（例如大白鯊和虎鯊就明顯不同）和其他動物（海豹或大魚）的培訓，但如果天氣條件較差，肉眼判斷會相當困難。一旦起風、強光射在特定位置、水太渾或者太暗、飛過海藻富集區(qū)，拍攝畫面將更顯得難以辨別。

2017年12月10日拍攝的照片顯示，一架鯊魚偵察無人機在悉尼北部的比爾戈拉海灘上空飛行，機身下方裝有安全漂浮裝置。去年夏季，高科技鯊魚偵察無人機在澳大利亞的數(shù)十個海灘巡邏、快速識別水下捕食者，以超越救生員的速度為游泳者和沖浪者提供安全設備。

無人機飛行員做出正確判斷的比例大約是60%——意義重大，但似乎又不夠可靠。正因為如此，一支科學家研究小組才決定探索AI能否做得更好。Cormac Purcell博士獲得了新南威爾士州第一產(chǎn)業(yè)部的資助，與南十字星大學和迪肯大學的Paul Butcher博士一起在麥考瑞大學開展這項研究。團隊著手打造出“最強大”的鯊魚AI探測器，并立即在澳大利亞海域部署測試。沒錯，大部分AI技術在實驗室中表現(xiàn)還行，但在現(xiàn)實應用時需要應對大量挑戰(zhàn)。正因為如此，Purcell和Butcher博士才熱衷于在野外測試自己的探測器。他們在報道中寫道，“之前，AI增強型鯊魚識別系統(tǒng)的早期表現(xiàn)已經(jīng)證明其重要意義，此類系統(tǒng)報告的檢測準確度超過90%。但將這些系統(tǒng)擴展至新南威爾士州海灘、在現(xiàn)實場景下實現(xiàn)識別功能一直面臨挑戰(zhàn)。在本質(zhì)上，機器學習方案中的AI驅(qū)動軟件必須定期更新，才能持續(xù)保持有效性。”

研究人員努力跟蹤和識別鯊魚，將信息交付給AI軟件以使其持續(xù)“學習”，從而為沖浪救生員創(chuàng)建一款移動應用。作者們解釋道，“使用這套新數(shù)據(jù)集，我們訓練出的機器學習模型能夠識別十種海洋生物，包括不同各類的危險鯊魚，如大白鯊和捕鯨鯊。之后，我們將模型嵌入至新的移動應用當中，由該應用實時標記出無人機鏡頭中捕捉到的鯊魚及其對應物種。我們與新南威爾士州政府和Surf Lifesaving NSW密切合作，于2020年夏季在五處海灘試用這款應用程序。”

具體表現(xiàn)如何？“我們的AI鯊魚探測器表現(xiàn)不錯。在現(xiàn)實條件下，它能以80%的成功率逐幀識別出危險鯊魚。我們還故意給它埋坑，通過使用一年內(nèi)不同時間或者不同天氣條件下的海灘畫面來提高測試難度?！蹦壳埃@款應用仍存在一些局限，例如難以識別輪廓相似的不同鯊魚種類，另外容易漏掉體形較小的生物。但該團隊堅信AI“如今已經(jīng)足夠成熟，能夠部署在澳大利亞海灘上肩負起探測鯊魚的任務。但與常規(guī)軟件不同的是，這套方案需要定期接受監(jiān)控和更新，以保持高度可靠的危險鯊魚檢測能力?！?/p>

當前正是澳大利亞的夏季，無人機已經(jīng)再次出去、掃描海域，為保護海濱游客貢獻力量。作者們總結(jié)道，“AI能夠提高這些無人機裝置的監(jiān)控可靠性，未來甚至可能發(fā)展成穩(wěn)定可靠的全自動鯊魚發(fā)現(xiàn)與響應工具。”