От видео к ИИ: Узнаем больше об антарктических синих китах
Видео и фотографии позволили заглянуть в жизнь антарктических синих китов и стимулировали разработку автоматизированных методов обнаружения этих находящихся под угрозой исчезновения океанских гигантов.
Исследование, проведенное учеными из Австралийского антарктического подразделения, Шотландской ассоциации морских наук и Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), позволило детально измерить движение и поведение антарктических синих китов.
Это включало время погружений, частоту дыхания, скорость плавания и масштабные перемещения с использованием фотограмметрического (видео) отслеживания и фотоидентификации.
Команда, включая доктора Сюзанну Калдеран и доктора Брайана Миллера, обследовала районы у побережья Восточной Антарктиды, между морем Дюрвиля и морем Росса, во время трех рейсов в 2013, 2015 и 2019 годах.
"Рейс 2013 года был первым, когда мы использовали пассивные акустические приборы для поиска антарктических синих китов, прислушиваясь к их звукам", — сказал доктор Миллер.
"Приборы позволили нам обнаруживать и отслеживать этих редких и неуловимых животных за сотни километров и подходить достаточно близко, чтобы изучать их в деталях".
Обнаружив кита или группу китов, судно команды оставалось на расстоянии, пока они снимали животных на видео, обычно в течение часа.
"Мы хотели получить как можно больше информации о поведении китов в их естественном состоянии, прежде чем подойти ближе для фотоидентификации", — сказала доктор Калдеран.
Экстремальные пловцы
Данные видеотрекинга позволили команде измерить точное местоположение китов при каждом всплытии, частоту дыхания, скорость плавания и направление движения.
"Очень точные измерения дают нам представление о том, кормятся ли животные или просто перемещаются по территории, и позволяют выявить модели движения и поведения", — сказала доктор Калдеран.
Поведение китов при нырянии состояло из серии коротких погружений (в среднем 17,6 секунды каждое), за которыми следовало долгое погружение (в среднем три минуты). Частота дыхания показала, что животные дышат около 60 раз в час.
Средняя скорость плавания китов варьировалась от примерно 3,2 км/ч до 6,6 км/ч, а максимальная зафиксированная скорость составила почти 15 км/ч. Это значительно быстрее, чем скорости, измеренные у других популяций синих китов в Новой Зеландии, Шри-Ланке и Калифорнии.
"Это исследование подтверждает наш образ антарктических синих китов как самых экстремальных среди экстремальных животных", — сказал доктор Миллер.
"Они — крупнейшие животные на Земле, крупнейший подвид синих китов, и они перемещаются быстрее и дальше, чем другие синие киты".
Автоматическое обнаружение
Набор видеоданных, собранный в трех рейсах, теперь используется для разработки искусственного интеллекта (ИИ) для обнаружения китов в море во время шумных операций, таких как разведка нефти и газа или строительство ветряных электростанций.
ИИ будет встроен в камеры на судах, способные сканировать 360-градусный обзор океана и обнаруживать фонтаны китов днем и ночью.
"Мы предоставили наши экспертные знания, чтобы помочь отрасли разработать целенаправленный продукт, который может снизить воздействие на китов и который мы можем использовать для научных наблюдений", — сказал доктор Миллер.
"Мы могли бы установить эту новую технологию на наш ледокол RSV Nuyina и получать данные о китах в каждом рейсе".
"Это не заменит специальные китовые рейсы, но если мы сможем получать краткие наблюдения в каждом рейсе, мы сможем отслеживать тенденции в популяциях, а не только у отдельных особей".
Исследовательская группа заявила, что исследование демонстрирует преимущества инновационного применения технологий для изучения животного, которое трудно найти и исследовать с помощью методов, хорошо работающих с другими китами и видами.
"Когда пробуешь что-то новое, это дает новые возможности для исследований", — сказал доктор Миллер.
"Это важно, когда изучаешь кита, наиболее подвергавшегося промыслу во время промышленного китобойного промысла, и когда все еще остаются вопросы о его восстановлении и наилучших способах защиты".
Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Marine Science.