身在澳大利亞的海岸線上，我們常能看到無人機(jī)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?cè)谛睦锉г?。但如果認(rèn)真觀察這臺(tái)飛行器，就會(huì)發(fā)現(xiàn)上頭畫著標(biāo)志，以亮黃色加紅色的字母寫明“保持暢通”。所以說，這應(yīng)該不是TikTok播主放的。

沒錯(cuò)，它不是網(wǎng)紅的玩具，而是保護(hù)沖浪愛好者們的大救星。這些無人機(jī)負(fù)責(zé)在海灘上追蹤鯊魚，避免這些危險(xiǎn)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(zhǔn)備，計(jì)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(dòng)物共存。當(dāng)然，傳統(tǒng)的起重機(jī)巡邏和防鯊網(wǎng)仍然存在，但2020年的一項(xiàng)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(jī)追蹤。

這項(xiàng)舉措并不新鮮。自2016年以來，州政府就一直在利用無人機(jī)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(jī)的飛行高度超過60米，由訓(xùn)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(shí)時(shí)視頻并非為了記錄美麗的海浪，而是要搜尋水面之下流動(dòng)的鯊魚。操縱員們當(dāng)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(dòng)物（海豹或大魚）的培訓(xùn)，但如果天氣條件較差，肉眼判斷會(huì)相當(dāng)困難。一旦起風(fēng)、強(qiáng)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(jī)在悉尼北部的比爾戈拉海灘上空飛行，機(jī)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(jī)在澳大利亞的數(shù)十個(gè)海灘巡邏、快速識(shí)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(shè)備。

無人機(jī)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?yàn)槿绱?，一支科學(xué)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(xué)和迪肯大學(xué)的Paul Butcher博士一起在麥考瑞大學(xué)開展這項(xiàng)研究。團(tuán)隊(duì)著手打造出“最強(qiáng)大”的鯊魚AI探測(cè)器，并立即在澳大利亞海域部署測(cè)試。沒錯(cuò)，大部分AI技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室中表現(xiàn)還行，但在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用時(shí)需要應(yīng)對(duì)大量挑戰(zhàn)。正因?yàn)槿绱?，Purcell和Butcher博士才熱衷于在野外測(cè)試自己的探測(cè)器。他們?cè)趫?bào)道中寫道，“之前，AI增強(qiáng)型鯊魚識(shí)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(bào)告的檢測(cè)準(zhǔn)確度超過90%。但將這些系統(tǒng)擴(kuò)展至新南威爾士州海灘、在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)識(shí)別功能一直面臨挑戰(zhàn)。在本質(zhì)上，機(jī)器學(xué)習(xí)方案中的AI驅(qū)動(dòng)軟件必須定期更新，才能持續(xù)保持有效性?！?/p>

研究人員努力跟蹤和識(shí)別鯊魚，將信息交付給AI軟件以使其持續(xù)“學(xué)習(xí)”，從而為沖浪救生員創(chuàng)建一款移動(dòng)應(yīng)用。作者們解釋道，“使用這套新數(shù)據(jù)集，我們訓(xùn)練出的機(jī)器學(xué)習(xí)模型能夠識(shí)別十種海洋生物，包括不同各類的危險(xiǎn)鯊魚，如大白鯊和捕鯨鯊。之后，我們將模型嵌入至新的移動(dòng)應(yīng)用當(dāng)中，由該應(yīng)用實(shí)時(shí)標(biāo)記出無人機(jī)鏡頭中捕捉到的鯊魚及其對(duì)應(yīng)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(yīng)用程序?！?/p>

具體表現(xiàn)如何？“我們的AI鯊魚探測(cè)器表現(xiàn)不錯(cuò)。在現(xiàn)實(shí)條件下，它能以80%的成功率逐幀識(shí)別出危險(xiǎn)鯊魚。我們還故意給它埋坑，通過使用一年內(nèi)不同時(shí)間或者不同天氣條件下的海灘畫面來提高測(cè)試難度?！蹦壳埃@款應(yīng)用仍存在一些局限，例如難以識(shí)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(tuán)隊(duì)堅(jiān)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(fù)起探測(cè)鯊魚的任務(wù)。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(xiǎn)鯊魚檢測(cè)能力?！?/p>

當(dāng)前正是澳大利亞的夏季，無人機(jī)已經(jīng)再次出去、掃描海域，為保護(hù)海濱游客貢獻(xiàn)力量。作者們總結(jié)道，“AI能夠提高這些無人機(jī)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(dòng)鯊魚發(fā)現(xiàn)與響應(yīng)工具。”