顾问机构Accenture、半导体大厂英特尔(Intel)以及一个位于菲律宾的非营利机构Sulubaaï Environmental Foundation，正合作利用人工智能(AI)来监测菲律宾沿岸的珊瑚礁复育情况。
这个名为Project: CORaiL的项目，利用内含Intel硬件、由Accenture设计之AI水下摄影机系统来监测珊瑚礁周遭的海底生物活动情况，这也是珊瑚礁环境是否健全的关键指标。该项目在2019年5月于菲律宾自然保护区班加塔兰岛(Pangatalan Island)的珊瑚礁布署了一架原型摄影机进行测试，迄今已经取得超过4万张水底影像。
全世界的珊瑚礁因为海洋温度升高、过度捕捞以及底拖网(bottom trawling)等因素而正在快速灭亡，这些珊瑚礁不但是全球25%海洋生物的家园，若少了它们，海岸线就很容易遭到热带风暴(台风)的侵袭。根据Intel提供的统计数字，珊瑚礁也是10亿人口的食物与收入来源，为旅游休闲产业带来的营收达到96亿美元。
Project: CORaiL的第一阶段是由Sulubaaï以混凝土制作一个珊瑚礁假体放进水下，并植入小片的活珊瑚，以激励珊瑚礁再生。水底AI系统利用了卷积神经网络(CNN)将摄影机自动拍摄到的鱼类影像进行分类与数量统计，这些信息能用来分析珊瑚礁海洋生物的丰富与多样性程度，监测珊瑚礁开始再生的过程。
将混凝土制作的珊瑚礁假体放置于珊瑚礁被严重破坏的海底区域，能激励珊瑚的再生。 (图片来源: Accenture)
以往监测珊瑚礁复育的工作需要仰赖潜水员携带水底摄影机潜入海底拍摄影像，之后再进行分析，但是最长拍摄时间通常只有30分钟。能永久放置于水下的摄影机，让研究人员得以透过4G无线连结取得24小时全年无休的实时影像。
在项目的试验阶段，是使用单一摄影机以一个星期移动一次的方式，来拍摄不同角度与位置的影像。该摄影机系统配备了内建Intel Xeon处理器、FPGA组件与Movidius视觉处理器(VPU)的Accenture Applied Intelligence Video Analytics Services Platform (VASP)。
内建Intel硬件并与AI技术的水下摄影机系统。(图片来源: Accenture)
“Movidius视觉处理器是用以加速辨别水底海洋生物的CNN，配备Xeon处理器与Intel FPGA的中央服务器，则是用来执行繁琐的生物分类任务；”Accenture Applied Intelligence管理总监暨ASEAN区域负责人Ewen Plougastel表示：“该边缘系统能支持2fps的摄影机图像处理速率，中央服务器则能同步处理来自10架摄影机的输入数据。”
客制化CNN用以执行海洋生物的运动侦测、分类与计数。Plougastel表示，数据收集与模型训练是以两阶段客制化开发，第一阶段是用典型的运动侦测计算机视觉来侦测生物的移动，第二阶段是清理并标注数据集以训练CNN模型。
下一代的摄影机系统将会内含经过进一步优化的CNN以及备援电力，项目的合作伙伴们也正在考虑采用红外线摄影机，以便在夜间撷取海洋生物影像。Plougastel补充指出，红外线摄影机采用的算法是相同的；此外，“红外线摄影机的优点在于能侦测海洋生物的大小/质量，这对于海洋科学家所需的信息十分重要。”
除了监测珊瑚礁等海底区域以防侵入破坏，未来这种技术还能用来研究热带鱼的迁徙情况。
(原文发表于ASPENCORE旗下EDN姐妹媒体EETimes，参考链接：Rebuilding Coral Reefs with AI，编译：Judith Cheng)
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