它是鸟吗? 是飞机吗? 是一架热爱垃圾的无人机!

一名新泽西男子正在利用无人机和机器学习来测量海滩上的塑料污染。
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莫里斯·埃尼耶特(Morris Enyeart)在新泽西州的巴内加特(Barnegat)进行无人机测量。Nexus Media News

很难追踪海洋中有多少塑料。我们都听说过太平洋上的漂浮垃圾带,但这是一个如此巨大的问题,以至于它超出了统计数据的范畴。科学家估计,每年有 500 万到 1300 万公吨的塑料垃圾进入世界海洋。只有一小部分塑料漂浮在海面上。其余的会冲刷到海滩上,停留在水下,或沉入海底,但没有人确切知道有多少去了哪里。英国非营利组织 The Plastic Tide 想要收集更多关于这些塑料的硬数据。该组织由 34 岁的彼得·科勒(Peter Kohler)创立,正在开发一种测量海洋垃圾的方法,他们希望这种方法最终能在世界范围内推广。

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The Plastic Tide 创始人彼得·科勒 The Plastic Tide

科勒说:“我们正在创造眼睛和大脑来追踪塑料污染。”无人机上的摄像头充当眼睛,拍摄数千张航拍照片。大脑是一个机器学习算法,科勒和他的合作者正在训练它识别塑料碎片。

如果某个网站曾经要求您点击所有带停车标志的图片以验证您不是机器人,那么您就已经帮助训练了一个机器学习算法来识别街道标志。在这种情况下,算法需要区分瓶盖、塑料袋、卫生棉条导管和其他塑料碎片与沙子、贝壳、石头、浮木以及所有冲刷到海滩上的其他漂浮物和杂物。

训练算法需要大量的海滩照片和大量的 Hhh 人类眼睛来标记这些照片中的塑料。The Plastic Tide 已将他们收集的所有照片上传到Zooniverse,这是一个公民科学门户网站,任何人都可以在线标记塑料。今年三月,在英国科学周期间,英国各地的学生在照片中识别出超过 150 万个塑料碎片,这项工作得到了推动。

其中许多照片并非来自英国,而是来自大西洋彼岸的一个新泽西海滩。这些照片是由 72 岁的莫里斯·埃尼耶特(Morris Enyeart)拍摄的,他为 The Plastic Tide 贡献了 7000 多张图片。埃尼耶特几年前卖掉了他的网页设计公司后本可以退休。但他却开始寻找新的项目。“我想做一些新的、有挑战性的、能够造福他人的事情,”他说。

埃尼耶特首先获得了商业无人机飞行员执照,计划测量他最喜欢的新泽西海滩沿岸的垃圾。但他很快意识到照片测量作用有限。“我可以驾驶无人机,我可以拍照。但除了拥有照片,还有什么好处呢?”埃尼耶特说。“这就是机器学习改变格局的地方。”

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彼得·科勒在海滩清理活动中。The Plastic Tide

埃尼耶特偶然发现了 The Plastic Tide 的网站,并迅速看到了将机器学习添加到他自己项目中的效用。于是他拿起电话,打电话给了彼得·科勒。从那时起,埃尼耶特在他家乡新泽西州巴内加特附近的岛屿海滩州立公园(Island Beach State Park)进行了 100 多次测量,并上传了数千张照片来帮助训练 The Plastic Tide 的算法。

应埃尼耶特和其他人的兴趣,科勒创立了一个由科学家和无人机爱好者组成的国际联盟,名为Marine Litter DRONET,其使命是开发塑料无人机测量的国际标准。“如果可以向他人学习,就没有必要从零开始发明,”他说。如今,该联盟的成员遍布 14 个国家。

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海滩上的塑料瓶。The Plastic Tide

科勒说:“你会听到来自北极斯瓦尔巴群岛的人,以及来自新西兰、澳大利亚的人在通话。”“这是一个很棒的国际性创意聚合和思想交流,为了这项非常有意义的事业。”

目前,机器学习算法的识别塑料的准确率只有人类的 25%,但科勒希望在明年将其提高到 85%。一旦算法和测量协议准备就绪,他计划将其提供给任何人,希望各国政府能够利用这项技术用自主无人机扫描大片海岸线。

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在康沃尔郡格威斯安海滩(Gwithian Beach)的一次无人机测量。The Plastic Tide

科勒说,政府可以利用这些数据来识别受灾最严重的海滩,并优先进行清理。这些数据还可以帮助政策制定者了解哪些类型的塑料造成的损害最大,然后可以将这些信息转化为行动。例如,禁止使用塑料瓶就可以减少流入海洋的塑料废物流。“简而言之,它可以告诉我们应该关闭陆地上哪些塑料浪费的水龙头,以最大限度地提高对海洋的影响,”科勒说。

科勒和他的同事们希望将他们的技术应用于追踪海面和海底的污染。有一天,它还可以用于追踪全球塑料分布。目前,他们正专注于收集更多照片来进一步完善算法。

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新泽西州的岛屿海滩州立公园。莫里斯·埃尼耶特

在一个最近的春日早晨,埃尼耶特在他第 128 次飞往岛屿海滩州立公园的飞行前进行了例行检查。他记录了起始经纬度、温度、云量、风速和潮汐。他测量了 100 码的区域,用橙色锥形标记,并在发射前检查了无人机的螺旋桨。无人机升空后,莫里斯在海滩上往返飞行,相机不停地咔嚓作响,每张照片都将无尽的沙滩和塑料垃圾分解成易于理解的片段。

埃尼耶特说:“几乎每个人都有一些可以发挥作用的技能,即使只是与他人谈论问题的严重性。”

欧文·阿格纽(Owen Agnew)为Nexus Media撰写文章并制作视频,Nexus Media 是一个报道气候、能源、政策、艺术和文化的联合新闻机构。您可以通过@OwenAgnew 关注他。

 

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