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?????? ?●周夢(mèng)雅
??? 時(shí)值盛夏，天青海藍(lán)，一個(gè)個(gè)像“甜甜圈”的深水網(wǎng)箱星羅棋布地浮在海面上，在陽(yáng)光的照耀下如同金色的聚寶盆。一艘無(wú)人投料船在湛江市東海島流域勻速前行，自動(dòng)航行直至停靠到網(wǎng)箱旁，飼料顆粒從船艙中部的泵中噴出，均勻地撒在“甜甜圈”內(nèi)，肥美的金鯧魚躍出水面歡快搶食，不久10多個(gè)網(wǎng)箱便投料完成。這是智慧漁業(yè)實(shí)踐的一個(gè)片段。
??? 遼闊的海洋是藍(lán)色的“糧倉(cāng)”、豐茂的“牧場(chǎng)”，在走向深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖過(guò)程中，裝備制造、人工、遠(yuǎn)海通信等成本驟增。向海要糧食，既要做好生態(tài)保護(hù)，也要經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益和諧統(tǒng)一，大力發(fā)展智慧漁業(yè)，推動(dòng)海洋漁業(yè)向信息化、智能化、現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型升級(jí)為大勢(shì)所趨。
??? 如今，湛江已投入使用的深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖裝備海威1號(hào)、海威2號(hào)、恒燚1號(hào)及部分重力式網(wǎng)箱不同程度地搭載了信息化設(shè)備，在深耕感知技術(shù)、深化AI智能學(xué)習(xí)、完善自動(dòng)裝置和構(gòu)建數(shù)據(jù)中心等層面，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)的智能化升級(jí)。數(shù)字揚(yáng)帆，以新質(zhì)生產(chǎn)力推動(dòng)湛江“耕海牧漁”駛向更廣闊的天地。
? ????? 智能傳感器
? ????? 為深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖裝上“耳目”
? ?“沒有數(shù)據(jù)就沒有支撐，信息化、智能化最基礎(chǔ)的就是捕獲決策信息。”湛江市生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象中心副主任文彬介紹。
? ? 長(zhǎng)期以來(lái)，由于缺乏數(shù)據(jù)支持，海上風(fēng)浪、水質(zhì)、生物量等因素對(duì)海水養(yǎng)殖的影響是未知的。走向深遠(yuǎn)海，意味著自然環(huán)境更不可控，未知的情形更多。
? ?深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖究竟有多深、有多遠(yuǎn)？坡頭區(qū)湛江灣實(shí)驗(yàn)室智慧漁業(yè)研究中心楊靚介紹，在養(yǎng)殖領(lǐng)域，一般定義離岸10公里以上或水深20米以上為深遠(yuǎn)海。養(yǎng)殖裝備走向深遠(yuǎn)海，意味著更多的監(jiān)測(cè)傳感器也能隨著養(yǎng)殖裝備布設(shè)到更遠(yuǎn)的海域，采集到更詳細(xì)的海上數(shù)據(jù)。
? ? 為海洋裝備安裝傳感器，就像是給他們裝上“眼睛和耳朵”。
?? ?湛江灣實(shí)驗(yàn)室為110個(gè)重力式網(wǎng)箱、海威1號(hào)、海威2號(hào)、恒燚1號(hào)部署了多重傳感器，包括氣象、水文、水質(zhì)檢測(cè)設(shè)備，以及水下相機(jī)、聲吶等智能傳感器。
? ? 首先，深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖裝備需要安裝一套多功能水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)養(yǎng)殖水體水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在漁業(yè)養(yǎng)殖中，魚類對(duì)水環(huán)境有一定的要求和適應(yīng)性，同時(shí)魚類的進(jìn)食、活動(dòng)、繁殖、排泄等對(duì)水環(huán)境也有影響，從而構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。因此，要想魚類正常生長(zhǎng)，就需要對(duì)其所在水環(huán)境參數(shù)，包括溫度、pH值水平、氨氮含量、溶解氧含量等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)控。
? ? 其次，需要進(jìn)行氣象監(jiān)測(cè)。深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖相比于近海養(yǎng)殖更是“看天吃飯”，遠(yuǎn)海處風(fēng)浪更大。“臺(tái)風(fēng)來(lái)時(shí)，從近海到遠(yuǎn)海，風(fēng)浪明顯增大。過(guò)去，我們有直觀的感受，但沒有觀測(cè)數(shù)據(jù)支撐。”文彬說(shuō)，海威1號(hào)、2號(hào)及恒燚1號(hào)的桅桿上安裝上了氣象監(jiān)測(cè)站，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)向、風(fēng)速等環(huán)境數(shù)據(jù)采集。
? ? 除了對(duì)外部環(huán)境的監(jiān)測(cè)，魚類自身的運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)對(duì)養(yǎng)殖也具有重要意義，可以幫助養(yǎng)殖者更合理地投喂飼料，進(jìn)而管理魚群數(shù)量，提高養(yǎng)殖效率。目前，研究魚類行為最常用方法是視覺分析和聲學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)，通過(guò)多波束高分辨成像聲吶，結(jié)合水下高清攝像單元，對(duì)設(shè)定網(wǎng)箱水域進(jìn)行立體掃描，從而獲得魚群密度分布、數(shù)量、活動(dòng)軌跡、單體精確尺寸和重量、攝食行為、健康狀態(tài)等生物量信息及魚群運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，通過(guò)該系統(tǒng)形成數(shù)據(jù)分析和報(bào)表，以實(shí)時(shí)掌握網(wǎng)箱養(yǎng)殖魚類的狀態(tài)。
? ????? 智能化管控系統(tǒng)
? ????? 讓“AI大腦”進(jìn)行養(yǎng)殖決策
? ? 傳感器采集到的數(shù)據(jù)，是如何運(yùn)作變?yōu)樽R(shí)別和抓取指令的？楊靚介紹，以死魚自動(dòng)捕捉為例，魚苗死后不會(huì)再游動(dòng)蕩起水波紋，魚苗一般會(huì)先沉底，然后再上浮，養(yǎng)殖裝備搭載的聲吶和水上攝像頭能識(shí)別出死魚模態(tài)特征及水紋變化，水下機(jī)器人通過(guò)真空泵抽吸出死魚，在一定程度上保證水體的清潔。
? ? 智能精準(zhǔn)投喂系統(tǒng)工作原理亦是如此。首先要攻克魚群饑餓等級(jí)識(shí)別關(guān)鍵技術(shù)，即結(jié)合水下監(jiān)控、魚苗長(zhǎng)勢(shì)預(yù)測(cè)等提出一種模型，將魚群的饑餓等級(jí)劃分。再通過(guò)智能投餌機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備，自動(dòng)確定需要投喂的時(shí)間、飼料數(shù)量。目前，恒燚1號(hào)已搭載了自動(dòng)投喂系統(tǒng)。
???從飼料投喂到死魚抽取、成魚捕撈，從網(wǎng)箱裝置清洗再到破損網(wǎng)衣高效織補(bǔ)，自動(dòng)化裝置的研究在逐步深化。
???人工智能技術(shù)也在持續(xù)賦能深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖。漁業(yè)大數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)智腦通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)控大量高清魚苗大小、姿態(tài)、長(zhǎng)勢(shì)的視頻數(shù)據(jù)，以及水底水流、魚苗游動(dòng)、魚苗觸網(wǎng)的聲學(xué)數(shù)據(jù)，開展機(jī)器深度AI學(xué)習(xí)分析，形成智能應(yīng)用模型以更好引導(dǎo)養(yǎng)殖生產(chǎn)活動(dòng)。
??? 在湛江灣實(shí)驗(yàn)室的南海漁業(yè)大數(shù)據(jù)中心，深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖收集到的數(shù)據(jù)通過(guò)“水產(chǎn)總覽”以及8個(gè)“一張圖”大數(shù)據(jù)專題實(shí)現(xiàn)可視化展示。“傳感器將感應(yīng)到的數(shù)據(jù)匯集到大數(shù)據(jù)中心，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、人工智能技術(shù)賦能，變成能看得懂的語(yǔ)言，使行業(yè)人員能夠及時(shí)把握相關(guān)動(dòng)態(tài)，知道產(chǎn)量、產(chǎn)值、規(guī)模、災(zāi)害情況，方便監(jiān)管、溯源、質(zhì)量管控等后續(xù)管理。”湛江灣實(shí)驗(yàn)室智慧漁業(yè)研究中心博士楊仁友介紹，這樣可以做到全局總覽，掌握海洋牧場(chǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，為決策提供科學(xué)依據(jù)，提高漁業(yè)精益管理水平。
???無(wú)人投料船
?????? 助魚飼料“搭上無(wú)人駕駛”
???炎炎夏日，漁民頂著烈日暴曬，每日兩趟出海給深水網(wǎng)箱投料。由于水面的反射，烈日灼目。而無(wú)人投料船自投入使用以來(lái)，受到了一致好評(píng)。“使用無(wú)人投料船后，我只需把飼料倒進(jìn)料艙，船舶便開始根據(jù)航線自動(dòng)航行、自動(dòng)投料，遇到障礙物還會(huì)自動(dòng)避開，非常方便，網(wǎng)箱上還安裝了水面攝像頭，不用擔(dān)心有人來(lái)偷我的漁獲了。”養(yǎng)殖戶陳先生說(shuō)。
??? 以網(wǎng)箱為例，湛江目前大約有3500個(gè)重力式網(wǎng)箱，占廣東總數(shù)的70%。這些網(wǎng)箱的投料大多依靠漁民人工操作，不僅投喂效率較差，而且人工成本較高，也有一定的危險(xiǎn)性。此外，人工操作受天氣影響大，風(fēng)浪大時(shí)人不能出海，由于無(wú)法及時(shí)投喂，養(yǎng)殖對(duì)象的品質(zhì)可能受損甚至無(wú)法存活。無(wú)人投料船很好地解決上述問題。
??? 無(wú)人投料船由湛江灣實(shí)驗(yàn)室和養(yǎng)殖企業(yè)共同研發(fā)，船上搭載有雷達(dá)，船舶會(huì)根據(jù)設(shè)定的航線自主航行，自主避開有碰撞危險(xiǎn)的裝置。船距離網(wǎng)箱100米—200米時(shí)，無(wú)人船舶和網(wǎng)箱會(huì)進(jìn)行指令交互，真正對(duì)接停靠時(shí)，船舶向網(wǎng)箱發(fā)送指令，開始進(jìn)行投料工作，船上搭載了投料泵和可180度旋轉(zhuǎn)的攝像頭，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控投料運(yùn)作情況。
??? 無(wú)人投料船總長(zhǎng)31米，飼料艙為100立方米，可搭載50噸金鯧魚的飼料，可供大約20個(gè)重力式網(wǎng)箱使用。湛江灣實(shí)驗(yàn)室相關(guān)工作人員元軻新說(shuō)：“通常來(lái)說(shuō)，三級(jí)以上的海況漁船不能出海，無(wú)人投料船可以部分?jǐn)[脫天氣和海洋環(huán)境的限制。但是，當(dāng)風(fēng)浪高出一定等級(jí)，無(wú)人投料船也不能出海，提高投料船抗風(fēng)浪能力，也是我們接下來(lái)的研究目標(biāo)。”
???“自動(dòng)投料船在國(guó)內(nèi)外均屬新型研發(fā)產(chǎn)品，設(shè)計(jì)初衷是服務(wù)湛江3000多個(gè)重力式深水網(wǎng)箱，現(xiàn)在處于功能性實(shí)操階段，效果不錯(cuò)，為進(jìn)一步推廣和商用提供了有力支撐。”元軻新說(shuō)。
??? 海產(chǎn)養(yǎng)殖向深遠(yuǎn)海推進(jìn)的過(guò)程，也是傳統(tǒng)生產(chǎn)方式向精準(zhǔn)、高效、綠色養(yǎng)殖的轉(zhuǎn)變，人工為主向機(jī)器為主的轉(zhuǎn)變，主觀經(jīng)驗(yàn)判斷向大數(shù)據(jù)智能決策的轉(zhuǎn)變。對(duì)養(yǎng)殖企業(yè)來(lái)說(shuō)，隨著海洋牧場(chǎng)從離岸近海走向深遠(yuǎn)海，智慧漁業(yè)也逐漸從以前的選擇性項(xiàng)目變成了剛需性項(xiàng)目，完善自動(dòng)裝置的最終目標(biāo)是深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖邁向無(wú)人值守。
