船载摄像系统有助于加强对海洋哺乳动物的保护

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船只撞击和缠绕是导致鲸鱼等海洋动物受伤和亡的主要原因之一。日益城市化的水道、变暖的海洋、猎物分布的变化(在某些情况下,还有物种数量的增加)使得海洋环境变得拥挤而充满活力。

据估计,每年全球有2万头鲸鱼被轮船、游轮和渔船撞。在美国,每年西海岸约有80头濒危和受威胁的鲸鱼被撞,美国东部北大西洋露脊鲸亡的三分之一以上可归因于船舶碰撞。

伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的研究人员认识到需要额外的技术来改进现有的保护措施,因此开发了一种用于大型商用车辆的海洋哺乳动物检测系统。该技术使用热成像来检测鲸鱼的身体或喷水,并提供它们与船只的距离和方位的实时信息。目标是为船长提供足够的时间,让船只能够改变航向或减速。

总部位于夏威夷的美森航运公司已在其Manulani、Manoa和美森科迪亚克号船上安装了WHOIWDC,以收集WHOI研究和持续技术开发所需的实际使用数据。Manulani和Manoa服务于夏威夷贸易航线;美森科迪亚克服务于阿拉斯加。

伍兹霍尔海洋研究所应用海洋物理和工程副科学家DanielZitterbart与伍兹霍尔海洋研究所工作人员AymericHoustin、LaurenStanley、DanielGomez-Ibañez和MilesOchs开发了这个使用热透视 (IR)摄像机监测海洋哺乳动物的系统。

“高度稳定的热成像摄像机安装在船上,用于监测水面鲸鱼浮出水面、呼气或喷水的情况,”Zitterbart解释道。“如果鲸鱼喷水,其热信号会被集成的人工智能识别,并在几秒钟内向船员发出报,告知他们几公里外有鲸鱼出现,这段时间足以让大多数船只减速或改变航向。”

Zitterbart团队开发的技术与人工智能相连,该人工智能已接受过海浪、鸟类、船只和鲸鱼样本的训练。这些算法旨在过滤掉船只、鸟类和海浪的热信号,只发出可能发现鲸鱼的报以供核实。所有可能发现的鲸鱼都会在15秒内由人工审查并传送给船长。

这种人机验证确保船长不会收到误报,从而避免报疲劳,并建立对鲸鱼探测技术的信任和信心。与飞机和船上的人工观察不同,该系统不需要环境光,因此摄像机可以随时发现鲸鱼,从而进一步提高避免碰撞的能力。

马努拉尼号投入新系统运行三个月以来,已记录到1,169次经过验证的鲸鱼和海豚发现,探测距离最远达6,500米(3.5海里)。

Zitterbart说:“这些初始数据对于我们的团队来说非常令人兴奋,因为它为我们提供了热透视 系统在大型集装箱船平台上的表现的真实反馈。”

夏威夷沿海和美国西海岸沿线的水域是多达16种鲸鱼的栖息地。座头鲸从阿拉斯加的夏季觅食地迁徙到夏威夷,有些是为了交配和生育。虎鲸、蓝鲸、灰鲸和其他物种也经常出现在这些地区。

Matson董事长兼首席执行官MattCox表示:“我们致力于以对环境负责的方式运营,其中包括寻找降低鲸鱼碰撞风险的方法。为了避开鲸鱼保护区,我们对西海岸的运营时间表和船舶航线进行了重大调整,我们很高兴能够采用这项新技术,并计划在我们的船队中扩大其使用范围,希望能够为保护这些动物做出积极贡献。”

考克斯补充道:“我们的船只航行于太平洋一些最原始的地区,我们期待与伍兹霍尔合作开展其他有益于环境的项目。”

“我们很高兴能从这些系统中不断获得新数据,”Zitterbart说道。“热成像系统是实时检测鲸鱼的有力工具。单独使用或与其他经过验证的保护措施(如被动声学监测)结合使用,该技术可以显著降低船只撞击的风险,并成为保护海洋动物的积极力量。”

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