新AI算法能監(jiān)測全球海洋大塑料漂浮垃圾帶
英國《科學(xué)報告》雜志4月23日發(fā)表的一項(xiàng)環(huán)境學(xué)研究，英國人工智能團(tuán)隊報告了一種能檢測海洋環(huán)境中大塑料（大于5毫米）漂浮垃圾帶的新方法。研究人員利用歐洲空間局“哨兵2”號衛(wèi)星數(shù)據(jù)，訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)算法將塑料從其他材料中區(qū)分出來，平均準(zhǔn)確率達(dá)86%，局部區(qū)域最高達(dá)到了100%。
人類活動與垃圾排放，讓大量塑料涌入海洋，如何將塑料從其它漂浮物中準(zhǔn)確高效鑒別出來成為難題。鑒于漂浮物吸收和反射的可見光與紅外光波長各有所異，英國普利茅斯海洋實(shí)驗(yàn)室研究人員勞倫·比爾曼及其同事利用這種光譜特征，在“哨兵2”號數(shù)據(jù)中識別出了漂浮物帶。研究團(tuán)隊隨后訓(xùn)練了一種機(jī)器學(xué)習(xí)算法，能根據(jù)不同塑料和天然材料的特定光譜特征，為組成這些漂浮帶的個體材料進(jìn)行分類。
機(jī)器學(xué)習(xí)算法利用到的這些特征，是來自于2019年4月24日沖到南非德班港的塑料垃圾的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，以及研究團(tuán)隊2018年和2019年在米蒂利尼海岸（希臘）部署的漂浮塑料的衛(wèi)星數(shù)據(jù)。他們還利用了之前獲得的、可能會與海洋塑料同時發(fā)現(xiàn)的海藻、木質(zhì)物、泡沫和火山巖等天然材料的衛(wèi)星數(shù)據(jù)。
研究團(tuán)隊利用四個不同地區(qū)沿岸海域的“哨兵2”號數(shù)據(jù)測試了這種方法：阿克拉（加納）、圣胡安島（加拿大）、峴港（越南）和蘇格蘭東部（英國）。該方法能以86%的平均準(zhǔn)確率成功將四個地方的塑料從其他漂浮材料或海水中區(qū)分出來，在圣胡安島的準(zhǔn)確率更是達(dá)到了100%。
該研究結(jié)果表明，這種方法在四個不同的海岸帶都取得了成功。研究人員希望這種方法可以與無人機(jī)或高分辨率衛(wèi)星聯(lián)用，提高對海洋塑料垃圾的全球監(jiān)測。
總編輯圈點(diǎn)
是我們每個人的日常需求，才使得塑料產(chǎn)量呈指數(shù)級翻倍。想要這些塑料消失很容易——流入大海，很快就可以淡出人們的視野。但實(shí)際上，它們中的絕大多數(shù)會一直存在，幽靈一般以各種方式與我們捆綁在一起。時至今日，人類已然意識到海洋塑料污染的深度和廣度遠(yuǎn)超預(yù)期，但想要追蹤它們的具體分布情況，技術(shù)上一直有待提升。如今研究者們利用AI與衛(wèi)星數(shù)據(jù)的雙重“追擊”，遠(yuǎn)比以往更為精確、全面地從空間和生態(tài)層面評估了問題的嚴(yán)重性，進(jìn)而幫助我們采取更大規(guī)模的清理和緩解措施。
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