Пинг, у тебя есть Кит.
Внутри коробки размером с обувную, закреплённой на палубе корабля, набор высокостабилизированных теплочувствительных камер сканирует поверхность океана. Внезапно на фоне туманных волн вдалеке они замечают небольшой белый всполох. И ещё один. Теперь алгоритм срабатывает. Система машинного обучения захватывает видео и пропускает его через нейронную сеть, обученную на миллионах подобных фрагментов.
Сравнивая то, что она обнаруживает, с обучающими данными, модель искусственного интеллекта делает вывод: этот небольшой всплеск тепла вдалеке — это фонтанчик от дыхания кита. Компьютерная система отправляет сигнал удалённому эксперту, который находится в режиме ожидания и перепроверяет работу машины. В течение минуты эксперт отправляет предупреждение обратно на корабль, привлекая внимание капитана и давая экипажу достаточно времени, чтобы изменить курс и, возможно, избежать столкновения с китом.
Это WhaleSpotter — система обнаружения китов на основе искусственного интеллекта, которая предназначена для передачи оповещений в режиме реального времени на суда, чтобы предотвратить их столкновение с китами — угрозу, которая ежегодно приводит к травмам или гибели тысяч китов.
Под руководством Дэниела Зиттербарта, биофизика из Океанографического института Вудс-Хоул в Массачусетсе, учёные тестируют эту новую систему обнаружения китов на основе искусственного интеллекта, но с проверкой человеком, на паромах, исследовательских судах и круизных лайнерах, а также на наземных установках вдоль восточного и западного побережья Северной Америки, а также в некоторых частях Южного океана.
Цель состоит в том, чтобы капитаны не получали ложных оповещений, чтобы каждый пинг действительно требовал их внимания.
С тех пор, как в 2019 году компания WhaleSpotter впервые приступила к исследованиям, её возможности по отслеживанию китов значительно расширились.
В 2024 году глобальная сеть, состоящая из более чем двух десятков установок на кораблях и на суше, зафиксировала более 51 000 случаев обнаружения морских млекопитающих, в то время как в первый год их было всего 78. Все эти данные автоматически отправлялись в удалённый центр обработки данных в режиме реального времени, но лишь несколько судов решили получать оповещения в режиме 24/7, и эти суда имеют небольшие размеры. В стремлении спасти китов от смертельных столкновений одной из самых сложных задач является их защита от самых больших и распространённых судов в море — контейнеровозов.
По словам Зиттербарта, столкновения с контейнеровозами, которые являются массивными и трудноуправляемыми судами, являются одной из основных причин гибели крупных китов. Глядя с мостика грузового судна, возвышающегося над волнами, особенно ночью или в тумане, капитан может не успеть заметить кита и изменить курс судна, длина которого может достигать 240 метров. Именно поэтому команда Зиттербарта недавно начала исследовательское сотрудничество с компанией Matson Navigation на Гавайях, чтобы адаптировать технологию WhaleSpotter для этого ключевого класса судов.
Адаптация WhaleSpotter для работы на контейнеровозах потребовала особого подхода. Контейнеровозам, которые медленнее и сложнее поворачивать, требуется больше времени для оповещения, чем другим судам. Однако контейнеровозы также возвышаются над океаном.
Используя более выгодную позицию, Зиттербарт и его команда смогли увеличить расстояние, на котором их система может надёжно обнаруживать китов. Тестируя камеры с большим радиусом действия и настраивая систему стабилизации на контейнеровозах Matson, курсирующих вдоль Гавайев, Аляски и западного побережья США, команда обнаружила, что теперь технология позволяет надёжно обнаруживать морских млекопитающих на расстоянии почти 6,5 км. Корабли Matson пока не получают оповещения в режиме реального времени, но тем временем Зиттербарт и его коллеги продолжают совершенствовать свою систему обнаружения.
“Я думаю, мы почти на месте”, - говорит Зиттербарт.
Чтобы избежать столкновений судов с китами, защитники природы обычно предлагают три стратегии, говорит Джон Каламбокидис, морской биолог из некоммерческой организации Cascadia Research Collective: изменить маршруты судов, замедлить их движение и использовать обнаружение в реальном времени, чтобы избегать китов. Каламбокидис говорит, что третьей стратегии уделяется недостаточно внимания, но новое приложение Zitterbart может помочь.
«Это непростая задача», — говорит он о совместном подходе человека и ИИ. По его словам, использование тепловизоров, которые улавливают тепло, а не свет, делает систему особенно полезной ночью, когда многие виды китов с большей вероятностью находятся у поверхности, чем днём.
WhaleSpotter — не единственная система тепловизионных камер с искусственным интеллектом, способная обнаруживать китов. Awarion и SEA.AI тоже могут это делать. Но Зиттербарт утверждает, что его технология отличается тем, что WhaleSpotter создана специально для охраны морской среды. Поэтому он настаивает на том, чтобы люди проверяли работу машины. «Многие говорили: «Не слишком ли это? Нельзя ли от этого избавиться?» — говорит Зиттербарт.
В то время как система искусственного интеллекта предназначена для фильтрации ложных сигналов, таких как сигналы от птиц, волн и лодок, цель Zitterbart — чтобы капитаны судов не получали ложных оповещений, чтобы каждый сигнал действительно требовал их внимания. Отсутствие человеческого контроля может привести к тому, что капитаны судов будут получать ложные сообщения, что может вызвать разочарование и усталость от оповещений.
Под угрозой находится само существование таких видов, как североатлантический гринди — вымирающее животное, которое сильно пострадало от столкновений с кораблями, и в настоящее время насчитывает всего 370 особей.
«Мы не можем позволить себе упустить ни одного животного», — говорит Зиттербарт.
