澳大利亚海洋科学研究所开发多项技术助力珊瑚礁修复
1月,澳大利亚海洋科学研究所(AIMS)在澳大利亚政府珊瑚礁信托基金“试点部署计划”(PDP)的资助下,开展大规模珊瑚礁修复所需的技术和方法[1]。
澳大利亚于2020年启动“珊瑚礁修复与适应计划”(RRAP),旨在解决关键知识缺口,突破科学和工程瓶颈,支持大堡礁数千平方公里珊瑚礁的恢复与适应。PDP是RRAP的运行测试阶段,为期3年(2025~2028年),旨在深入了解并提升各类珊瑚礁修复技术在大堡礁大规模应用时的生态效益与可行性。珊瑚养殖是这项工作的重要组成部分,目前已开发出多种技术以实现珊瑚养殖的自动化与规模化升级。
1、自动繁育器。这是一套全自动化水族养殖系统,专为收集珊瑚产卵释放的精卵、在最大限度减少人工干预的前提下大批量培育受精卵而设计,旨在提升水产养殖环境中珊瑚的有性繁殖。与珊瑚人工受精方法相比,自动繁育器能在更短时间内收集到更多配子,受精成功率与人工方式相当,人力成本降低8~100倍(具体取决于珊瑚种类)。
2、珊瑚产卵与幼体成像摄像系统(CSLICS)。该系统可直接在珊瑚幼体培育缸内,对自由漂浮的幼体数量进行精准估算,这类培育缸通常可容纳约50万枚珊瑚幼体。CSLICS系统依托计算机视觉技术实现该功能,多台联网的智能摄像设备,各自通过人工智能算法持续监测并统计每个培育缸内的幼体数量。
3、珊瑚培育生长机器人评估系统(CGRAS)。该系统能对附着到特制附苗基片上的珊瑚幼体进行标准化、重复性的近距离拍摄,通过人工智能技术,自动识别基片上的微小珊瑚体、完成数量统计,并对其生长过程进行长期追踪监测。
4、射频识别技术(RFID)。这是一种快速、精准的追踪方式,每枚RFID发射器都拥有唯一识别码,当珊瑚从一个生长阶段转移到下一个阶段时,系统会扫描这些发射器,从而以数字化方式实时追踪其生长进展。当培育装置被投放至珊瑚礁海域后,其对应的唯一识别码会与投放点的全球定位系统(GPS)坐标相关联。
5、投放导航系统(DGS)。DGS融合了当下最前沿的海洋机器人技术与人工智能技术。该系统可搭载于各类作业船只,能将珊瑚苗种培育装置精准投放至珊瑚礁海域中更利于珊瑚生长至成体的适宜位置。该系统是多项技术的集成:依托RRAP中珊瑚礁生态学家的研究成果,通过计算机模型预先筛选出潜力培育点;船只驶入作业海域后,配套的摄像设备结合人工智能实时分析技术,便能为培育装置的投放作业提供精准指引;该系统还能为作业船只提供自主导航服务,并通过地理标记功能,为后续的培育装置监测工作提供支持。
(魏艳红)
[1] Five tech innovations turbocharging AIMS coral aquaculture into the future. https://www.aims.gov.au/information-centre/news-and-stories/five-tech-innovations-turbocharging-aims-coral-aquaculture-future