[Перевод] Может ли искусственный интеллект остановить атаки акул?
Источник: Andrew Thirlwell / Getty
Надзор за акулами вместо уничтожения как решение проблемы безопасности пляжей.
Австралия, наверное, одно из немногих мест на земле, где научные передачи о больших белых акулах регулярно вызывают жестокие политические дебаты. И неудивительно — в рейтинге случайных нападений со смертельным исходом, в которых участвовали эти подводные хищники, страна традиционно занимает первые строчки по планете. За последние десять лет данная цифра в среднем равняется 2,1 смертей в год. Вроде бы риск не так и велик, однако австралийцы, которые в основном живут около или на побережье и чрезвычайно любят проводить время в море, обосновано беспокоятся; и такое беспокойство выливается в то, что обычно называют «чрезмерными мерами», вроде акульих сетей или линий ловушек с приманками, выставляемыми ради одной-единственной цели — убивать акул.
В итоге, с подачи официальных властей и защитников окружающей среды, это привело к появлению систем наблюдения, использующими элементы искусственного интеллекта для автоматизированной идентификации акул в воде. Технология пока в зачаточном состоянии, и сложностей с ней немало, однако сторонники метода «следить за акулами при помощи ИИ» считают, что так можно создать некую «нейтральную территорию» для различных политических фракций Австралии, постоянно конфликтующих на почве «уничтожать или нет» применительно к вопросу «что делать с акулами». И пока стартапы ищут возможность протолкнуть свои инновации там, где проблема стоит остро —, а это не только Австралия, таких мест много, от Кейптауна до Калифорнии — те, кто борется за сохранение окружающей среды надеются, что однажды люди с акулами будут сосуществовать более мирным путём.
«Без сомнения, использование технологий, снижающих опасность нападения, улучшит как отдых в целом, так и настроение посетителей пляжей, но в то же время мы должны не побеспокоить остальную морскую живность», — говорит Набин Шарма, преподаватель Сиднейского Технологического Университета — «Тогда решение будет выгодно и акулам, и людям».
Например, один из вариантов выглядит как ежечасное патрулирование дронами около сорока пляжей в Новом Южном Уэльсе и восьми пляжей в Квинслэнде, на восточном побережье Австралии. Аппараты могут держаться в воздухе до двадцати восьми минут суммарно, в остальное время находясь в режиме ожидания. В основном с их помощью искали создающие угрозу для пловцов отбойные течения, но теперь дюжину дронов дополнили ИИ-алгоритмом Shark Spotter, «Искатель акул», который позволяет отличать друг от друга купающихся, сёрферов, лодки, дельфинов, скатов и акул.
Алгоритм, профинансированная австралийским банком Westpac разработка стартапа The Ripper Group, обучали распознаванию на основе реального материала, отснятого камерами дронов в патрульных полётах. «Конечно, мы не ожидаем, что всё сразу заработает как надо, поскольку события могут разворачиваться по-разному», — делится Шарма результатами своей работы, которую ведут в области ИИ он, Майкл Блуменштейн и другие исследователи Сиднейского Технологического Университета — «Но с каждой подстройкой результат становится всё лучше».
Другая система под названием Clever Buoy, «Умный Буй», от компании Smart Marine Systems (SMS) из Перта, полагается на массивы подводных сонаров. Активный сонар может отслеживать любое достаточно большое морское животное на определённой дальности, в отличие от пассивных устройств, которыми пользуются многие учёные, чтобы обнаруживать конкретных особей, помеченных передатчиками. «Сейчас мы занимаемся решением проблемы распознавания характерных паттернов», — объясняет Крейг Андерсон, сооснователь и исполнительный директор SMS — «Каждое существо в океане плавает по-особенному, что даёт нам уникальный «портрет» на сонаре, по которому в перспективе можно даже определить подвид».
Если обнаруживается манера движения, свойственная крупной акуле, а не дельфину или скату, то Clever Buoy отправляет спасателям предупреждающее сообщение, после чего через специальное мобильное приложение можно получить дополнительную информацию о приблизительных размерах угрозы и отследить её перемещение, используя данные о положении буёв.
В 2015 году администрация Нового Южного Уэльса поставила задачу оснастить Clever Buoy все пляжи на восточном побережье в течение пяти лет. Установки располагаются от Бонди-Бич, легендарного пляжа неподалёку от Сиднея, до Сити-Бич, главного пляжа Перта на западном побережье. Кроме того, временно систему развёртывали в районах проведения чемпионата Мировой Лиги Серфинга в Австралии и Южной Африке.
Конечно, у любого способа есть свои недостатки. Ведь и Clever Buoy, и Shark Spotter не могут пока что точно определить вид акулы — что является важным фактором оценки вероятного вреда. «Следующим этапом мы обязательно научимся выделять конкретный вид», — обещает Андерсон — «Незачем закрывать пляж и выгонять отдыхающих из воды только потому, что кунья акула решила нанести туда дружеских визит».
Да, безусловно это важный момент. Несмотря на то, что насчитывается около 400 известных видов акул, только для 30 зарегистрированы неспровоцированные атаки. К сожалению, 22 из этих 30 водятся в австралийских водах, кроме того, здесь есть все три вида, на чью долю приходится наибольшее количество нападений — тигровые, тупорылые и большие белые акулы.
Увы, ожесточённая политическая и медийная полемика по поводу каждого такого случая совершенно не соответствуют низкой, на самом деле, вероятности стать обедом для акулы. В 2017 по всему миру произошло всего лишь 88 спонтанных атак, включая 5 со смертельным исходом, согласно Международному Реестру Нападений Акул, которой ведётся в Флоридском Музее Естественной Истории, Гейнсвилл. Для сравнения, около 3500 американцев каждый год погибает от утопления. Одновременно, люди уничтожают около 100 миллионов акул каждый год. Даже большая белая акула, обретшая популярность благодаря фильмам вроде «Челюсти», низведена от одного из величайших океанских хищников до лёгкой добычи для орды рыбацких лодок, рыщущих в море в поисках «трофея».
Остаётся и много непонятного как в поведении, так и в колебаниях популяции акул, чтобы можно было дать ответ на вопрос, по какой причине суммарное количество инцидентов медленно растёт в последние годы. Например, нет никаких строгих доказательств того, что восстановление численности охраняемых законом видов акул повышает риск для людей. Наоборот, эксперты утверждают, что гораздо большее влияние на статистику оказывает увеличение количества купальщиков и серферов.
«Скажем, в Калифорнии собрана статистика за последние 20–25 лет, показывающая закономерный рост числа «укус\человек» при увеличении количества тех, кто лезет в воду», — рассказывает Кристофер Лоу, морской биолог и директор Лаборатории по изучению акул в Калифорнийском Государственном Университете, Лонг-Бич. — «Но на душу населения цифры снижаются, даже с учётом прибавления поголовья хищников».
Но влияние акул не ограничивается тем, что кто-то погибает или лишается конечности, тяжёлые случаи на самом деле большая редкость. Тем не менее даже одинокая акула может распугать целый пляж и таким образом навредить бизнесу, завязанному на местных посетителей и туристов. Цепочка же визитов может вызвать у всех ощущение, что море просто-таки кишит акулами.
«Если пообщаться с кем-то, кто находится в зоне риска, после одного-двух трагических случаев, то вы, вероятно, услышите о том, какой это невероятный кошмар и трагедия», — говорит Сара Уэрис, руководитель проекта в программе Shark Spotters в Кейптауне, Южная Африка — «Но это не идёт ни в какое сравнение с тем инстинктивным, животным ужасом, который вылезает наружу после серии нападений, когда внезапный всплеск таких событий как бы говорит людям — вы больше можете чувствовать себя в безопасности».
В Кейптауне знают, о чём говорят — в 2004 году здесь уже пережили панику, вызванную массовым наплывом акул. После этого местные бизнесмены и сёрферы создали добровольную организацию, объединившую спасателей и охранников автостоянок возле пляжей, которым было поручено при помощи биноклей наблюдать за морем с высоких холмов возле Фолс-Бэй. Если наблюдателем на холме обнаруживал след акулы, он радировал спасателю на пляже, чтобы тот привёл в действие систему оповещения в виде сигнальных флагов и сирены, призывающих людей выбраться на берег.
Финансирование, полученное из муниципального бюджета Кейптауна и фонда Save Our Seas, «Спасите наши моря», помогло инициативе перебраться в разряд официальных, после чего она получила название Shark Spotters, «Обнаружители акул» (не путать с австралийским алгоритмом для дронов). И вот уже 14 лет программа успешно доказывает, что даже страна с низким уровнем технологий может изрядно снизить риск успешной атаки акулы на людей.
Как и в Австралии, Shark Spotters в Южной Африке тоже попробовали использовать дронов. Однако их эффективность оказалась недостаточной для постоянного наблюдения, из-за малого времени полёта и типичных для этой местности сильных ветров. Куда больше пользы принесли вылеты дрона для определения конкретного вида акулы уже после того, как её обнаружил наблюдатель-человек.
В перспективе и вовсе планируется заменить людей камерами, установленными на башнях или высоких столбах. Shark Spotters для этого запросили помощь у PatternLab, компании из швейцарской Лозанны, чтобы там разработали подходящее распознающее программное обеспечение. Но увы, пока африканцы могут тратить на это значительно меньше ресурсов, нежели австралийцы.
В свою очередь, исследователи в Америке тоже присматриваются к самым передовым технологиям наблюдения, но с осторожностью — главным образом из-за неспособности техники различать акул разных видов. «Большая белая это совсем другое, нежели чёрнопёрая, встречающаяся в округе Волуси» — напоминает Гэвин Нэйлор, директор программы по исследованию акул, запущенной во Флоридском Музее Естественной Истории — «Они настолько же разные, насколько человек отличается от собаки».
«Кроме того, на работу машин очень сильно влияет среда», — вторит ему Грегори Скомал, морской биолог на службе Массачусетского подразделения по вопросам рыбного хозяйства, а после клянёт высокую стоимость решений и недостаток средств на предварительное тестирование устройств в местной среде. «Все эти штуки сильно завязаны на район, в котором ты собираешься их применять», — поясняет Скомал — «То, что создано для чистого австралийского моря, не годится для мутных вод у Кейп Код».
В целом, если Австралия с применением техники сможет улучшить баланс между интересами людей и сохранностью морской фауны, то в воде определённо станет намного меньше крови —, а спрос на защитные устройства неизбежно поползёт вверх. Но как бы не сложились обстоятельства, пока что австралийские стартаперы не теряют энтузиазма и полны желания расширять рынок, даже несмотря на высокие расходы на разработку. Директор по производственным вопросам Бен Троллоп из The Ripper Group, например, утверждает, что они уже подписали договоры с несколькими международными организациями для внедрения своей системы наблюдательных дронов в других странах.
Крейг Андерсон же и Smart Marine System запустили краудфандинговую компанию на 25000$ ради установки Clever Buoy на пляже Корона Дель Мар в Нью-Бич, Калифорния, на котором в 2016 году акула напала на триатлета.
«Я думаю, что нашему примеру скоро последуют Флорида и Массачусетс», — уверен Андерсон — «Но это лишь начало, и впереди нас ждёт масса работы».
