2021 年 6 月，在 Storelva 安装第 1 阶段解决方案
Berlevåg Jeger- og fiskerforening (BJFF)
在挪威最北端毗邻巴伦支海的一个小社区 Berlevåg，华为与当地的一个猎人和钓鱼者协会（Berlevåg Jeger- og fiskerforening，BJFF）共同开发了一种内置摄像系统和人工智能软件的自动捕鱼器，用于清除河流中入侵的外来驼背鲑。通过阻止驼背鲑游上河流，我们消除了驼背鲑繁殖的风险，减少了入侵物种在河流中的威胁。大西洋鲑鱼种群面临着各种威胁，但来自入侵驼背鲑的威胁最为严重。这就是如何利用技术拯救大西洋鲑鱼的故事。 座头鲑问题正在急剧升级，因此，我们准备复制鱼笼的结构设计，并将其应用到其他河流中。
最后更新 21 Jan 2025
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背景
应对的挑战
我们面临的挑战是如何有效地清除挪威河流中的座头鲑，以保护北极本地的生物多样性。座头鲑的自然栖息地在太平洋，但自20世纪60年代起就出现在挪威的河流中。2017 年，座头鲑在挪威沿海沿线河流中的出现迅速升级，已接近令人震惊的程度。入侵的外来鲑鱼物种被归类为 "高危 "物种，对本地生物多样性，尤其是本地鲑鱼物种构成威胁。斯托雷尔瓦的海鲑数量少，生存艰难。如果大量的驼背鲑在同一地区产卵，对本地鱼类来说将是一个非常高的风险，有可能会摧毁本地鱼类。从河流中清除驼背大马哈鱼的任务尤为艰巨，因为它们成群结队地来到河道中，通常与大西洋大马哈鱼混杂在一起。目前，清除驼背鲑的工作由志愿者手工完成，效率非常低。
地点
挪威特罗姆斯贝勒沃格
北欧
过程
过程概述
边缘设备将从水下摄像机获取高清视频流。边缘设备处理视频流，并将原始视频片段和结构化元数据保存到本地磁盘空间。
每隔一段时间，边缘设备上的所有数据都将上传到远程数据中心。在数据中心，结构化元数据将用于训练新的人工智能模型。人工智能模型将上传到边缘设备，并照常运行。
积木
视频捕捉和鱼群识别模块
通过部署在河流中的水下高清摄像机，将视频流传输到边缘设备。边缘设备距离河流很近，因此可以减少延迟。高度优化的人工智能推理软件用于实时鱼类识别。
有利因素
通过向人工智能模块展示数以万计的标注图片，算法很快就能达到预期的准确度。随着通过系统的鱼类种类越来越多，算法的学习能力也会越来越强。
经验教训
事实证明，将边缘装置靠近分拣机制是非常高效的。目前，算法可在 8 毫秒内识别出鱼的种类。不同的光线和背景颜色会影响鱼类识别能力。事实证明，浅色背景（但不是全白）效果最好。午夜的阳光也有积极作用，使识别系统能够全天候运行。
数据收集和模型再训练
边缘设备生成的数据有多种类型。
- 原始视频片段。由于边缘设备的磁盘空间有限，视频片段会定期上传到数据中心，并进行多层备份。这类原始数据对今后的研究和回溯很有意义。
- 来自人工智能模型的元数据。如前所述，人工智能软件将识别视频流中出现的鱼类。因此，元数据将包括实际包含鱼类的图像帧。对于每个有意义的图像帧，将标明鱼类的位置和类别。这类元数据将有助于进行更科学的分析，如鱼类计数、鱼类习性研究等。更重要的是，元数据将用于重新训练软件中使用的人工智能模型。随着时间的推移，人工智能模型将提供更准确的识别。
有利因素
为了使解决方案达到最佳运行状态，它需要一个良好稳定的互联网连接。在本解决方案中，可以使用光纤，但该解决方案在 5G 上也能正常运行，甚至可能在 4G 上运行，因为上传可以在不实时的情况下完成。
经验教训
集中式云存储解决方案对于减少现场投资至关重要。它还能使解决方案与新安装的设备分享以往的所有经验，让它们在所有已部署的现有解决方案层面上有一个基准点。每个解决方案都能贡献更多的经验和提高质量，使所有其他解决方案受益。
自动分拣机制
对当地环境、水流、水深、河底角度、可用光照、电源和网络连接进行良好的调查，这些都是影响解决方案的因素。使用耐用的环保材料，以及使用具有在水下设施中处理活鱼经验的公司都会有所帮助。
有利因素
简而言之，机械开/关装置将对通过屏障和锁定的鱼类进行分类。本地鲑鱼和海鳟鱼可以畅通无阻地通过，而座头鲑和养殖鲑鱼则会被拦截下来，并被分拣到屏障上，在那里被移走并可能被加工。
经验教训
安装这种解决方案需要良好的规划和技术熟练的工程师。在强大的水流中工作要求很高，需要专业技术和设备。将装置固定在铆接的底部至关重要，因为不能有任何移动，否则就会出现鱼儿游过的小缺口。我们还了解到，最好将所有不认识的鱼送入水箱进行人工分类，而不是让不需要的鱼类到河里产卵。
影响
由于种种原因，该项目影响巨大。首先，该解决方案有效地清除了河流中的驼背鲑，有助于维护当地的生物多样性，特别是拯救大西洋鲑。其次，该解决方案具有可扩展性，可适用于北极地区其他易受影响的河流。第三，与其他人工捕捉方案相比，该方案具有成本效益，可将当地社区从繁重的体力劳动中解放出来。此外，该系统还能带来经济收益，因为驼背鲑确实可以食用。一个可行的解决方案是，当地行动者可以从陷阱中提取驼背鲑，在市场上出售。
受益人
- 大西洋鲑鱼
- 挪威狩猎者和垂钓者协会、
- 负责保护生物多样性和环境的地方伙伴组织、非政府组织和政府机构。地方政府。当地垂钓者。
可持续发展目标
可持续发展目标 3--良好的健康和福祉
可持续发展目标 11--可持续的城市和社区
可持续发展目标 14--水下生命
可持续发展目标 17--目标伙伴关系
故事
2021 年 6 月，在 Storelva 安装第 1 阶段解决方案
Berlevåg Jeger- og fiskerforening (BJFF)
我们完全有理由对大西洋鲑的未来感到担忧，尤其是在挪威北部。去年，在受监测地区的许多河流中，驼背鲑的数量超过了大西洋鲑。这是一个问题，因为驼背鲑与其他鱼类争夺食物和空间，携带和传播疾病，并可能污染当地水质。因此，它威胁着挪威河流当地的生物多样性和生态系统。
大西洋鲑是北大西洋的特有物种，也是挪威最北端地区居民身份和价值观不可分割的一部分。因此，抵御驼背鲑的入侵和保留本地物种对于我们的文化和习俗以及最大限度地减少生物和经济损失都非常重要。
对于我们许多偏远的小社区来说，绝望是显而易见的。多年来，当地的志愿者和河流守护者每年夏天都会聚集在一起，拼命阻止入侵的驼背鲑进入河流产卵，威胁本地物种的生存。到目前为止，这些工作都是在冰冷的河流中用网和其他工具手动完成的，以阻止入侵。
当地社区、国家当局和主要研究团体都面临着这种情况带来的困扰。当务之急是，所有利益相关者一起制定一个解决方案，对河道、河口和附近海域的所有捕食者进行监测和分类。
2021 年夏天，我们与华为公司合作，在贝勒沃格市的 "Storelva "河启动了试点项目的第一部分。
该项目的目标是识别所有在河道中上溯的溯河鱼。通过从 6 月底到 9 月的连续视频流和数以万计的图像，硬件和新开发的源代码能够识别超过 90% 的鲑鱼和驼背鲑。因此，该系统不仅能识别河流中的大马哈鱼和海马，还能登记入侵的驼背大马哈鱼。我们的目标已经实现。
第二阶段现已启动，开发与分拣相连的最新模块。简而言之，机械开闭装置将对通过屏障和锁的鱼类进行分拣。本地鲑鱼和海鳟可以畅通无阻地通过，而驼背鲑鱼和养殖鲑鱼则会被拦下，并被分拣到一个屏障上，在那里可以将其移走并进行潜在的加工。
