AI，讓大海永遠蔚藍如詩

科技向上攀爬時，人們通常會覺得它是冰冷而高深的，提起AI，我們想到的也總是那些複雜的晶片、金屬質感的機器人，以及無數的程式碼和引數。

但我們卻可能忽略，AI更重要的價值在於幫我們認識和保護這個世界，以及探索生活中人與自然的平衡。我們在努力打造更強大、更普惠的AI系統，目的是保護那些人類賴以為生的自然環境。

甚至，我們會發現AI已經成為了人類探索和保護自然環境的重要技術基礎，並且是很多領域無法替代的技術手段。在世界海洋日這天，我們將進入這樣一個故事，來了解一下AI對於海洋來說究竟意味著什麼。而海洋保護通向AI之路，又必須翻越哪些艱難險阻。

這一秒，AI的深邃與大海的豔麗，正一同從未來吹來。

(圖片來自網路，創作者：Benjamin Lee / EyeEm)

海，招惹多少溫柔詩人的懷想

普希金一生寫過很多獻給大海的句子。其中最有名的一首詩是這麼寫的：

翻滾著蔚藍色的波浪，

和閃耀著嬌美的容光。

好像是朋友憂鬱的怨訴，

好像是他在臨別時的呼喚。

像莽漢也像哲人，像少女也像老嫗，從來沒有一個人說他對海洋瞭如指掌。但應該所有人都認同這樣一個常識：人類與海洋，在這顆藍色星球上相依為命。海洋生態的穩定，是人類繁衍生息的基礎。

然而今天的海洋情況，卻無法令人類舒展眉頭。去年，我國載人潛水器“蛟龍號”從大洋深處返航。令人意想不到的是，在蛟龍號帶回的，來自4500米水深下生活的海洋生物體內，竟檢出了微塑料。初步檢測，這些微塑料很可能是纖維狀的塑料繩——在人類很難抵達的大海深處，人類製造的垃圾，已經成為了大海之霍。

今天，全球變暖、遠洋洩露汙染、海洋垃圾，等等問題縈繞在大海的裙邊。根據遙感探測發現，今天在美國加州到太平洋之間，已經在洋流推助下形成了一片“垃圾大陸”。巨型太平洋垃圾帶的面積，已經達到了160萬平方千米，是法國領土面積的三倍。這片垃圾帶大約有18000億塊塑料垃圾，垃圾總質量約8萬噸。人類汙染帶給海洋的噩夢，可謂觸目驚心。

毫無疑問，此時此刻，需要人類行動起來!而在眾多海洋保護方案中，AI的角色，正在日漸清晰起來。

魚之心，海之淚

就目前來看，人類在認識海洋、探索海洋、保護海洋時，都需要AI技術的大規模加持。這已經在世界範圍內的海洋保護機構以及海洋科研領域達成了共識。

而首先納入人類眼簾的，是用機器學習等技術保護海洋魚類，檢測海洋生態情況。比如說上文提到過的海洋垃圾大陸，就是由AI技術完成的垃圾規模測算。

這樣的例子還有很多。澳大利亞一家名為The Ripper Group的科技公司，研發了用無人機+機器視覺技術進行鯊魚識別的產品。用快速識別鯊魚的AI系統，他們一方面可以保護沿海地區免受鯊魚打擾，一方面也對監控和保護鯊魚生態起到了至關重要的作用。

Little Ripper與其他無人機相別，最大的區別就在於它內建了一款可快速識別鯊魚的AI系統——SharkSpotter。這一識別鯊魚的AI系統的形成，是建立在深度學習開發者蒐集到的澳洲鯊魚襲擊頻發海域的影像資料的基礎上。

而這不是個例，現在在監控保護魚類、保護魚群遷徙、合理控制和規劃遠洋捕撈，以及整區域海洋保護等方方面面，都可以發現AI的身影。

資料晨曦中的讀海者

大航海時代，乘風破浪的水手用六分儀解讀大海;現代科學和遠洋探索階段，科學家用雷達和聲納解讀大海。

而到了今天，資料與智慧時代的晨曦中，人類解讀海洋的工具變成了AI。

在認識海洋這件事上，AI已經成為了學術界的又一隻眼睛。通過氣象和水文大資料，預測模擬和反向推理海洋氣候的變遷，已經成為了海洋學的重要議題。AI帶領人類融合了不同的資料模態，重新認識海洋的變化方式，同時也為人類對抗全球氣候變暖提供了新的解決方案。

比如，亥姆霍茲海洋研究中心，已經開始嘗試用機器學習影象分析介入，尋找藏在太平洋海域下的礦產錳結核。他們利用機器學習演算法，來分析水下機器人回傳來的影象，分析出藏有錳結核的海床形態，再推算陌生海域藏有礦產的機率。極大的提升了水下勘探的效率。

澳大利亞昆士蘭大學的研究團隊，正在3851平方公里的珊瑚礁影象資料基礎上，用AI探祕珊瑚的新陳代謝與生態迴圈過程。從中推斷出全球變暖過程對海洋生態的真正影響。

而在氣象領域，大量多模態融合資料智慧技術已經應用於精準氣象預報，尤其是海事氣象領域。今天很多海港可以實時自動為船隻更新進出港氣象資訊，背後就是AI的功勞。

海紗背後的未知與真理

而在探索海洋階段，AI也是一把利器。舉例來說，海洋生物的藥物開發長久以來是個難題，因為大量海洋動植物的資料是陸地環境中不具備的，其藥理探尋需要經歷緩慢而漫長的過程。

時至今日，有科學家預言人類未發現物種中95%以上，都存活於深海之中。而深海動植物攜帶的，很有可能就是生命起源的密碼。

然而從這些深海生命寶庫中，讀取人類的過去與未來並非易事。生物模型元素、海洋生態大資料、基因組學、蛋白質組學和代謝組學，這些在進一步探索海洋中必須攻克的計算難題，今天都在等待AI一展威能。

AI的到來，正在讓海洋生物開發開啟新的大門。甚至由AI加持的海洋微生物、單細胞生物、古生物研究，正在幫助我們逐步揭開“人類從何而來?”這個根本奧祕。

在人類社會發展到今天，海洋開始變得脆弱、易受汙染和喜怒無常。同時它的神祕與未知依舊是人類的主要課題，在擁有了AI這把鑰匙之後，人類獲得了保護海洋的新方案，但是實際執行起來，一切卻並沒有那麼順利。

跨過數字海溝，讓海洋在計算中呼吸未來

從海洋科研到海洋開發、海洋保護，關於大海，人類已經構築了一個漫長的學術-產業生態。科學家已經開始嘗試把AI技術引入到海洋研究中，比如通過AI來實現海洋氣候的模擬和預測，監控海洋生物的狀態和變化等，但是當我們把AI納入其中時，卻會發現事情並不那麼簡單。

最根本的問題，就像是基因和宇宙一樣，海洋可以看作是一個無比巨大的資料集，包含了豐富的資料模態，海量的資料需要強大的算力來支撐各項研究。除算力問題之外，海洋生態對AI的渴求，還受制於演算法和人才的稀缺、應用產業不完備、網路傳輸環境不佳等等問題。

但AI算力問題，可以看作是海洋保護+AI的頭號難題，因為只有這個問題得到了緩解，其他的延展才有機會執行。

其次，海洋保護和海洋科學，更多是社會性，公益性的行為，需要全社會加大在科研的投入，來推動海洋AI的生態構建，距離實現商業價值還相對較遠。所以只有加強產學研的合作，才能跨越數字海溝，讓海洋在計算中呼吸未來。

產學研一體行動，赴大海之約

AI與海洋的約會，其實並非易事。這裡有個核心問題在於，對海洋的研究和探索，是一門非常尖端的綜合類自然科學。需要非常深厚的學術功底與學術經驗。

而AI作為一項新生資訊科技，其算力、資料與演算法開發基礎，基本掌握於高科技企業和高校手中。因此，產學研配合與合作，是共赴AI與大海之約的最佳方案。

在歐美國家，類似專案已經有很多探索。值得慶幸的是，我國相關產學研結合行動也在成長當中。

2019年5月6日，中國海洋大學與華為技術有限公司在青島簽署戰略合作協議，共建智慧高效能運算技術聯合實驗室。雙方將依託華為自主研發的高效能運算裝置，發揮中國海大的學科優勢，共同圍繞全球氣候氣象精細預測、海洋生物醫藥資源精準開發、智慧產業經濟精細服務等重要領域，攜手打造生態體系。

這個結合，恰好結合了產學兩端的兩點。我們知道，中國海洋大學是我國海洋研究領域的翹楚。依託於青島的海洋研究優勢和身後的學術積累，在海洋學、細胞生物學教學團隊、海洋化學等領域都走到了世界前列。

而華為智慧計算的優勢在於為人工智慧應用場景提供高效充沛的算力，以及面向人工智慧領域提供全棧全場景的解決方案能力。充沛的AI算力和優秀的科研人才進入海洋保護事業，可說是向海洋研究與AI技術結合的數字海溝發起了衝擊。與此同時，華為與海洋大學的產學研合作模式，還可以在海洋大資料分析、人才培養、應用開發和產業鏈培育等領域彙集雙方優勢，達成更多更豐富的突破與成就。而海洋大學地處的青島，既是我國海洋研究進行數字化升級的重鎮，同時也是智慧化海洋保護技術需求高發區。在這片海域背後開展的產學研合作，更有可能快速看到落地結果。

今天，工業文明造成的海洋生態破壞日益嚴峻，如果地球上沒有了海洋，人類將無法繼續呼吸。然而此時，AI在海洋科研領域的使用，註定會成為一劑讓人類在未來更好呼吸的良藥。

AI寫不出普希金的名句，但AI的詩意，是努力讓大海永遠蔚藍如詩。

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