海洋正在身陷環(huán)境污染危機(jī)，問題的嚴(yán)重性，從氣候變化，到塑料污染，再到過度捕撈，所有這些都成為亟待解決的現(xiàn)實(shí)問題，且短期看似乎并沒有太好的處理辦法。

科學(xué)家們注意到，即使馬上停止一切對(duì)化石燃料的使用行為，到2050年海洋中約90%的珊瑚仍將消失。珊瑚可以說是海洋的生命維持系統(tǒng)，沒有了它，海洋生態(tài)也將很快枯萎消亡。

盡管前景一片晦暗，但我們?nèi)阅苷业揭稽c(diǎn)希望的微光，特別是AI技術(shù)的迅速崛起，讓人們能夠從全新的角度審視海洋保護(hù)議題。本文旨在探討如何利用科技力量，特別是AI技術(shù)這一重要分支，去幫助人類恢復(fù)珍貴的海洋生態(tài)。

最終，AI技術(shù)將以最高效也最獨(dú)特的方式，利用數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)新的見解、創(chuàng)新途徑與工作方式。以往，海洋數(shù)據(jù)往往被視為一類規(guī)模龐大、無法使用且極度分散的信息。理解這些數(shù)據(jù)，將成為創(chuàng)建海洋治理方案并采取實(shí)際行動(dòng)的關(guān)鍵性前提。

有限的知識(shí)阻礙了我們的腳步

今天我們面臨的諸多海洋問題，源自我們對(duì)其了解還不夠多、不夠深入。值得注意的是，雖然海洋占據(jù)我們這顆星球四分之三的表面積，但我們對(duì)火星及月球的地形知識(shí)反而遠(yuǎn)高于海洋。畢竟水底世界并不易探索，因此我們的文化與思想基本上沒有將其接納進(jìn)來。直到最近，公眾才意識(shí)到我們的海洋處于不穩(wěn)定狀態(tài)，而這種意識(shí)實(shí)際源自近年來海洋水體的快速惡化與衰退。但是，我們到底能為此做些什么？

筆者與幾家AI初創(chuàng)企業(yè)進(jìn)行了交流，他們正在努力為海洋問題提供解決方案。比如，Sinay公司正在匯總海洋數(shù)據(jù)，并利用機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)積極主動(dòng)的行動(dòng)能力；Data 360則希望利用數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)文化與知識(shí)層面存在的差距與機(jī)遇；Hadal公司正在利用海洋測深學(xué)繪制海底圖，旨在擴(kuò)展我們對(duì)于海洋地形的認(rèn)識(shí)。

縮小海事領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)與數(shù)據(jù)方面的差距

在收集海洋數(shù)據(jù)方面，可行的方法相當(dāng)可觀，但其中某些數(shù)據(jù)集卻一直極難獲得，且相關(guān)信息量巨大。要理解這些數(shù)據(jù)，需要豐富的海洋學(xué)及物理學(xué)專業(yè)知識(shí)并配合強(qiáng)大的計(jì)算資源。通過將機(jī)器學(xué)習(xí)引入其中，我們獲得了前所未有的技能組合，進(jìn)而為當(dāng)下的海事環(huán)境帶來新的認(rèn)知與理解渠道。

Sinay公司正在努力彌合海事專業(yè)知識(shí)與數(shù)據(jù)之間的差距。他們的平臺(tái)能夠整合來自6000多個(gè)來源的數(shù)據(jù)，包括測量水質(zhì)、海浪與天氣數(shù)據(jù)等，同時(shí)配合船舶航行位置以及海洋聲學(xué)物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)等。以此為基礎(chǔ)，他們利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行信息關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)決策、洞察運(yùn)營效率、降低成本并緩解環(huán)境危害。

▲ 圖：Sinay公司創(chuàng)始人Yanis Souami與CMO Francoise Fable

Sinay公司正在將其技術(shù)應(yīng)用于多種場景，例如“聲學(xué)污染”，這一領(lǐng)域目前還幾乎沒有得到任何公眾關(guān)注。雖然我們感受不到，但聲壓較高的某些噪聲會(huì)對(duì)水下生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響；在水下，聲音能夠以五倍于空氣中的傳播速度先進(jìn)數(shù)百英里。此外，新港口建設(shè)期間會(huì)向海洋中釋放額外的聲能，航道上的船只以及海上風(fēng)電場等開放水域內(nèi)的設(shè)施也都會(huì)給海洋生物帶來危害。其中，鯨目動(dòng)物（包括海豚和鯨魚）對(duì)高聲壓非常敏感，很可能因此受傷，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)大規(guī)模擱淺事件。聲學(xué)污染還可能破壞各種魚類及其幼體的生理結(jié)構(gòu)，最終令整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)陷入風(fēng)險(xiǎn)之中。

▲ 圖：聲學(xué)儀表板——舊金山灣。Sinay/圖片來源。

Sinay公司可以從所關(guān)注區(qū)域內(nèi)部署的各種浮標(biāo)處獲取數(shù)據(jù)，并利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)實(shí)時(shí)檢測海洋哺乳動(dòng)物的聚集位置，從而適當(dāng)調(diào)整建設(shè)項(xiàng)目、航線或者港口擴(kuò)建的具體地點(diǎn)。

利用AI推動(dòng)文化潮流轉(zhuǎn)變

在治理海洋方面，大規(guī)模傳播相關(guān)知識(shí)可能是最為重要的工作之一。這既能幫助社會(huì)了解我們當(dāng)前正在對(duì)海洋施加的損害，同時(shí)也能在引發(fā)嚴(yán)重后果之前加以糾正。在這方面，AI技術(shù)能夠幫助我們緩和爭執(zhí)、理解知識(shí)差距、培養(yǎng)保護(hù)意識(shí)并擴(kuò)大對(duì)話范圍。

▲ 圖：Data 360公司CIO Marie Smith

“縱觀互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)社交媒體與智能手機(jī)的出現(xiàn)顯著放大了數(shù)據(jù)規(guī)模。大部分?jǐn)?shù)據(jù)來自我們每天在這些平臺(tái)上分享的觀念與想法。如今，AI技術(shù)可以應(yīng)用于大數(shù)據(jù)，為人們提供重要知識(shí)，并幫助大家關(guān)心并接觸到可能帶來重大影響的社區(qū)。”——Marie Smith，Data 360公司CIO。

利用AI分析科學(xué)研究

《Ocean Health》是一份優(yōu)秀的海洋相關(guān)科學(xué)期刊，但其中的內(nèi)容表明，真正了解海洋狀況的研究人員所撰寫出的內(nèi)容，已經(jīng)與普通大眾想要看到的內(nèi)容嚴(yán)重脫節(jié)。

在最近的一輪主題分析當(dāng)中，領(lǐng)先的大數(shù)據(jù)與分析企業(yè)Data 360發(fā)現(xiàn)，研究人員往往只關(guān)注少數(shù)專業(yè)議題，而并未考慮到普通公眾希望全面了解情況的迫切需求。

大數(shù)據(jù)與AI，再加上機(jī)器學(xué)習(xí)，使人們第一次能夠與身邊發(fā)生的問題及其解決方案聯(lián)系起來。此外，AI技術(shù)還可以幫助內(nèi)容創(chuàng)造者根據(jù)城市、主題或者關(guān)注方向確定最佳受眾，并對(duì)公眾情緒進(jìn)行深入分析，同時(shí)利用預(yù)測模型解決公眾參與的問題。

總而言之，Data 360公司正在努力縮小在線知識(shí)共享內(nèi)容與消費(fèi)者在信息需求方面的差距。

測量海洋

我們可以采取多種形式對(duì)海洋以及水體性質(zhì)加以測量，具體以怨報(bào)德利用無人機(jī)探測海面溫度，以及利用海岸線處部署的聲納描繪海床特征等。然而，平均深度達(dá)4000米的海底似乎仍然遙不可及，也始終未能得到公眾的關(guān)注。目前，只有不到10%的海底區(qū)域完成了高分辨率繪圖，這意味著我們?cè)谡J(rèn)識(shí)海洋環(huán)境方面還有很長的路要走。

Hadal公司（這是一家無人潛艇制造商，專門負(fù)責(zé)繪制海底地形圖）COO Rob Damus表示，“海底就是海洋與地殼之間的對(duì)接面。以往，人們?cè)J(rèn)為海底就是片貧瘠的地帶，但現(xiàn)代探索與測繪工作已經(jīng)證明這里同樣是個(gè)充滿活力的世界，到處都是化學(xué)合成生命與地質(zhì)活動(dòng)。繪制完整的海床圖，將有助于更深入地了解海洋環(huán)流、海底地貌以及定義出關(guān)于整體景觀的普遍認(rèn)可模型。所有這一切，都將有助于甚至直接影響到我們的陸地生活方式。”

海洋在調(diào)節(jié)地球氣候方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，因此我們需要更深入地理解建模工作；而如果沒有來自海洋深處的遙感測量數(shù)據(jù)，我們只能用猜測的方式“臆斷”這個(gè)巨大散熱體系的運(yùn)作規(guī)律。

數(shù)據(jù)指導(dǎo)行動(dòng)

要在海洋層面發(fā)揮AI技術(shù)的全部潛能，獲取數(shù)據(jù)無疑是重要的第一步，畢竟如果無法測量，我們也就不可能真正理解海洋的奧秘并加以改善。我們可以利用數(shù)據(jù)建立起海洋健康狀態(tài)基準(zhǔn)，幫助科學(xué)家測量pH值變化、識(shí)別物種、確定搜索模式等等。這些數(shù)據(jù)有助于理解港口水質(zhì)變化并針對(duì)異常狀況做出實(shí)時(shí)決策；亦能幫助航運(yùn)公司規(guī)劃出更高效的航運(yùn)線路，降低化石燃料消耗，同時(shí)避免與鯨魚及其他海洋生物發(fā)生碰撞。

而這還僅僅只是開始。正如我們發(fā)射的衛(wèi)星GPS技術(shù)帶來了實(shí)時(shí)交通與路線規(guī)劃能力，繪制完整的海洋表面與海底數(shù)據(jù)，則有望幫助人類對(duì)氣候模式、魚類數(shù)量、水溫以及鹽度等建立全面的認(rèn)識(shí)。

數(shù)據(jù)代表著基準(zhǔn)，而AI將在此之上通過多種方式幫助我們拯救寶貴的海洋環(huán)境。