西澳大學(xué) | 從太空中發(fā)現(xiàn)塑料垃圾并清點(diǎn)海洋中的魚(yú)類(lèi):以下是人工智能如何幫助保護(hù)海洋
指南者留學(xué)
2022-12-26 16:57:40
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<p>您已經(jīng)看到了 AI 圖像生成器可以創(chuàng)建的藝術(shù)作品,并且您可能已經(jīng)玩過(guò)自然語(yǔ)言 AI ??聊天機(jī)器人。您已經(jīng)受益于人工智能工具向您推薦音樂(lè)和推薦您的下一個(gè)流媒體節(jié)目。</p>
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<p>但人工智能可以做的更多。人類(lèi)非常擅長(zhǎng)發(fā)現(xiàn)模式。這就是為什么我們能在火星或云層中看到人臉。但在某些領(lǐng)域,人工智能甚至更好。給其中一個(gè)工具一百萬(wàn)張照片,并要求它找出明顯的跡象——它確實(shí)可以。人工智能可以實(shí)現(xiàn)以前不可能實(shí)現(xiàn)的規(guī)模研究。</p>
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<p>我們使用 AI 的卓越模式識(shí)別來(lái)實(shí)時(shí)瀏覽衛(wèi)星圖像并繪制威脅我們海洋的塑料污染噸數(shù)。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在河流附近發(fā)現(xiàn)了 4,000 多個(gè)未報(bào)告的非正式垃圾場(chǎng)。這很有用,因?yàn)橹挥惺畻l河流貢獻(xiàn)了幾乎所有進(jìn)入我們海洋的塑料。</p>
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<p>這只是開(kāi)始。到目前為止,人工智能已經(jīng)在我們的項(xiàng)目中顯示出希望,這些項(xiàng)目從太空繪制海草草甸,并發(fā)現(xiàn)可能藏有耐熱珊瑚的未知珊瑚礁。很快,我們希望我們能夠?qū)?AI 用于工作中,以準(zhǔn)確找出哪些魚(yú)生活在哪里——而無(wú)需親眼看到它們。</p>
<p><br /><span class="h1">人工智能真的是科學(xué)的游戲規(guī)則改變者嗎?</span></p>
<p><br />是的。想想近幾十年來(lái)科學(xué)家收集的大量數(shù)據(jù)。到目前為止,拖網(wǎng)搜索數(shù)據(jù)一直是一項(xiàng)艱苦的工作,有時(shí)甚至是乏味的。那是因?yàn)殡m然檢測(cè)模式是人類(lèi)擅長(zhǎng)的事情,但我們的速度較慢。</p>
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<p>AI 挖掘大型數(shù)據(jù)集,可以是從照片到數(shù)字的任何內(nèi)容。你訓(xùn)練它,讓它知道你在找什么。然后軟件工具開(kāi)始工作,檢測(cè)模式——重要的是,提供關(guān)于這些模式如何產(chǎn)生的預(yù)測(cè)。</p>
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<p>這些方法對(duì)于凌亂復(fù)雜的生物數(shù)據(jù)特別有效。例如,AI 工具 AlphaFold 徹底改變了理解蛋白質(zhì)如何在細(xì)胞內(nèi)將自身折疊成折紙狀形狀的緩慢過(guò)程。以前,可能需要數(shù)月或數(shù)年才能弄清楚單個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。今年,AlphaFold 公布了 2 億種蛋白質(zhì)的預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)。</p>
<p><br /><span class="h1">AI能為生態(tài)提供什么?</span></p>
<p><br />我們發(fā)現(xiàn) AI 在尋找未知珊瑚礁方面很有用,這些珊瑚礁盡管海水變暖仍能生存。這一點(diǎn)至關(guān)重要,因?yàn)楹Q笪樟宋覀兣欧诺酱髿庵械娜f(wàn)億噸溫室氣體所吸收的幾乎所有熱量。</p>
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<p>我們發(fā)現(xiàn)人工智能可以有效地識(shí)別特定的環(huán)境條件,隨著海洋升溫,珊瑚礁將在這些條件下生存。我們的研究表明,在大堡礁的數(shù)千個(gè)珊瑚礁中,有數(shù)百個(gè)珊瑚礁可能是耐熱性高于正常珊瑚的家園?,F(xiàn)在我們知道了這一點(diǎn),我們可以保護(hù)這些珊瑚礁——并利用它們來(lái)恢復(fù)其他地方垂死的珊瑚礁。</p>
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<p>“超級(jí)珊瑚礁”這個(gè)想法并不新鮮。其他研究人員專(zhuān)注于保護(hù)全球 50 個(gè)珊瑚礁,希望保護(hù)這些生態(tài)系統(tǒng)免受水溫升高導(dǎo)致珊瑚大量死亡的影響。我們添加的是人工智能可以幫助找到這些耐熱珊瑚的發(fā)現(xiàn)。沒(méi)有人工智能,這就像大海撈針。</p>
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<p>在 AI 圖像檢測(cè)程序可用之前,從太空中發(fā)現(xiàn)塑料垃圾幾乎是不可能的。它是如何工作的?從本質(zhì)上講,歐洲航天局衛(wèi)星拍攝的照片由 AI 掃描以發(fā)現(xiàn)隱藏的塑料垃圾場(chǎng)。然后我們隨著時(shí)間的推移對(duì)其進(jìn)行改進(jìn),看看這些地點(diǎn)是否變得越來(lái)越大——以及它們是否靠近河流或湖泊,這些河流或湖泊可能會(huì)將塑料帶入海洋,并增加數(shù)百萬(wàn)噸海龜窒息、殺死魚(yú)類(lèi)的塑料已經(jīng)在周?chē)鷵]舞著。</p>
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<p>目標(biāo)是找到添加到海洋塑料中的風(fēng)險(xiǎn)最高的地點(diǎn)。一旦我們知道這一點(diǎn),我們繪制的 112 個(gè)國(guó)家/地區(qū)中每個(gè)國(guó)家/地區(qū)的執(zhí)法機(jī)構(gòu)都可以首先對(duì)最緊迫的問(wèn)題做出反應(yīng)。到目前為止,我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了 4,000 多個(gè)地點(diǎn),其中大約五分之一位于距離水道 200 米的范圍內(nèi)。當(dāng)我們?cè)敿?xì)查看印度尼西亞時(shí),我們發(fā)現(xiàn)公開(kāi)列出的垃圾場(chǎng)數(shù)量翻了一番。</p>
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<p>人工智能也證明了自己可以節(jié)省勞動(dòng)力。科學(xué)的一部分通常不為公眾所知,那就是大量的手動(dòng)重復(fù)性任務(wù)。例如,如果你想弄清楚為什么一些小珊瑚蟲(chóng)能在高溫或更酸的水中存活,而另一些則會(huì)死亡,你必須測(cè)量顏色、生長(zhǎng)和存活率隨時(shí)間的變化。我們發(fā)現(xiàn) AI 可以準(zhǔn)確、快速地完成這項(xiàng)工作。</p>
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<p>當(dāng)然,人工智能不是魔法。它是一種工具,所有工具都有缺陷。一個(gè)問(wèn)題是過(guò)于信任 AI 輸出,相信它們是真實(shí)的,因?yàn)樗惴吹降臄?shù)據(jù)比我們擁有的多。但這是危險(xiǎn)的,正如新的 ChatGPT AI 給出的自信錯(cuò)誤答案所證明的那樣。</p>
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<p>生態(tài)學(xué)也并非沒(méi)有偏見(jiàn)。這意味著我們必須仔細(xì)評(píng)估我們用來(lái)訓(xùn)練人工智能的數(shù)據(jù)。此外,我們必須保持警惕并手動(dòng)評(píng)估 AI 預(yù)測(cè),以確定它們是否符合我們的現(xiàn)實(shí)。人工智能是生態(tài)學(xué)家的寶貴助手——而不是替代品。</p>
<p><br /><span class="h1">下一步是什么?</span></p>
<p><br />想象一下,讓自主漂浮或水下無(wú)人機(jī)對(duì)海水進(jìn)行采樣,用人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)尋找魚(yú)類(lèi) DNA。這聽(tīng)起來(lái)像科幻小說(shuō),但現(xiàn)在完全有可能。無(wú)人機(jī)技術(shù)已經(jīng)成熟。人工智能工具已經(jīng)到來(lái)。我們不再需要通過(guò)捕魚(yú)來(lái)了解海洋中的生物。您所需要的只是海洋物種在水中留下的微小環(huán)境 DNA 痕跡。同樣,我們可以近乎實(shí)時(shí)地跟蹤珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。</p>
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<p>當(dāng)我們的海洋正承受著來(lái)自工業(yè)捕魚(yú)、海洋熱浪和氣候變化造成的酸化以及塑料污染的前所未有的壓力時(shí),這將使我們能夠掌握這些生態(tài)系統(tǒng)的脈搏。我們知道的越多,我們就越能做出回應(yīng)。</p>
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<p>注:本文由院校官方新聞直譯,僅供參考,不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p>
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