Системы камер на судах помогают усилить защиту морских млекопитающих

Столкновения с судами и запутывание в снастях — одни из основных причин травм и гибели морских животных, таких как киты. Урбанизированные водные пути, потепление океанов, изменения в распределении добычи, а в некоторых случаях и рост популяций видов создают переполненную и динамичную среду в океане.

Торговые, круизные и рыболовные суда ежегодно смертельно ранят около 20 000 китов по всему миру. В США у западного побережья ежегодно сталкиваются примерно 80 исчезающих и находящихся под угрозой китов, а более трети всех смертей североатлантических гладких китов на востоке США можно отнести к столкновениям с кораблями.

Осознавая необходимость в дополнительных технологиях для развития существующего набора мер защиты, исследователи из Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI) разработали систему обнаружения морских млекопитающих для крупных коммерческих судов. Эта технология использует тепловизионную съемку для обнаружения тела кита или его фонтана и предоставляет информацию в реальном времени о расстоянии и пеленге до животного от судна. Цель — дать капитанам достаточно времени, чтобы судно могло изменить курс или сбавить скорость.

Компания Matson Navigation Company, базирующаяся на Гавайях, установила системы WHOI WDC на свои суда Manulani, Manoa и Matson Kodiak для сбора данных реального использования, необходимых WHOI для исследований и дальнейшего развития технологии. Manulani и Manoa работают на линии Гавайев; Matson Kodiak обслуживает Аляску.

Систему, использующую тепловые инфракрасные (IR) камеры для мониторинга морских млекопитающих, разработали доцент-исследователь WHOI в области прикладной физики и инженерии океана Даниэль Циттербарт, а также сотрудники WHOI Аймерик Устен, Лорен Стэнли, Даниэль Гомес-Ибаньес и Майлз Окс.

«Высокостабилизированная тепловизионная камера устанавливается на судне и следит за поверхностью воды, чтобы засечь всплытие кита или его выдох (фонтан), — пояснил Циттербарт. — Если кит выпускает фонтан, его тепловая сигнатура распознается встроенным искусственным интеллектом, и в течение секунд экипаж судна получает оповещение о присутствии китов на расстоянии до нескольких километров. Этого времени достаточно большинству судов, чтобы сбавить скорость или изменить курс».

Технология, разработанная командой Циттербарта, связана с искусственным интеллектом, обученным на примерах волн, птиц, судов и китов. Эти алгоритмы призваны отфильтровывать тепловые сигнатуры лодок, птиц и волн и отправлять на проверку только оповещения о вероятных обнаружениях китов. Все вероятные обнаружения китов проверяются человеком в течение 15 секунд и передаются капитанам судов.

Такая проверка с участием человека гарантирует, что капитаны никогда не получат ложных тревог, что позволяет избежать усталости от оповещений и укрепить доверие к технологии обнаружения китов. В отличие от наблюдения с самолетов и лодок людьми, системам не требуется окружающий свет, поэтому камеры могут засекать китов в любое время суток, что дополнительно улучшает предотвращение столкновений.

За три месяца работы Manulani с новыми системами было зафиксировано 1169 проверенных обнаружений китов и дельфинов на расстоянии до 6500 метров (3,5 морских миль).

«Эти первоначальные данные очень воодушевляют нашу команду, так как дают реальную обратную связь о том, насколько хорошо тепловизионная инфракрасная система работает на большой платформе контейнеровоза», — сказал Циттербарт.

Воды у побережья Гавайев и вдоль западного побережья США являются домом для 16 видов китов. Горбатые киты мигрируют с летних мест нагула на Аляске вниз к Гавайям, чтобы спариваться и рожать. Косатки, синие киты, серые киты и другие виды также часто посещают эти регионы.

«Мы стремимся работать экологически ответственным образом, и это включает поиск способов снизить риск столкновений с китами, — заявил председатель и генеральный директор Matson Мэтт Кокс. — Внеся значительные коррективы в наш рабочий график и маршруты судов вдоль Западного побережья, чтобы избегать районов охраны китов, мы рады добавить эту новую технологию и планируем расширить ее использование на всем нашем флоте в надежде внести позитивный вклад в защиту этих животных».

Кокс добавил: «Наши суда ходят по одним из самых нетронутых районов Тихого океана, и мы с нетерпением ждем сотрудничества с Вудс-Хоул по другим проектам, приносящим пользу окружающей среде».

«Мы в восторге, поскольку продолжаем получать новые данные от этих систем, — сказал Циттербарт. — Тепловизионные системы — мощный инструмент для обнаружения китов в реальном времени. Используемые отдельно или в сочетании с другими проверенными средствами защиты, такими как пассивный акустический мониторинг, эта технология может значительно снизить риск столкновений с судами и стать позитивной силой в защите морских животных».