Австралийский институт морских наук (AIMS) совместно с Квинслендским технологическим университетом представил инновационную роботизированную систему Deployment Guidance System (DGS) для масштабного восстановления Большого Барьерного рифа. Платформа объединяет глубокое обучение, датчики реального времени и автономную навигацию судна, чтобы высаживать молодые кораллы в точно выбранных местах морского дна. По словам ведущего инженера проекта доктора Бена Мошириана, «это не одна технология, а множество, объединённых в рабочий процесс, который повышает эффективность наших усилий по засеву кораллов».
Техническое ядро DGS — нейросеть MobileNet-v3-small, работающая на edge-процессоре NVIDIA Jetson Orin. Камеры в реальном времени анализируют морское дно на глубине до 10 метров со скоростью 5,5 кадров в секунду, классифицируя субстрат с F1-score 89,1% на уровне отдельных участков. Система определяет оптимальные микрообитания и автоматически выпускает керамические устройства с молодыми кораллами в пределах одного метра от целевой точки. Точность размещения по сравнению с решениями экспертов-экологов составила 77,8%.
Молодые кораллы выращиваются в аквакультурных лабораториях AIMS: учёные научились собирать личинки во время осеннего нереста на рифе, выращивать их в специальных резервуарах и размещать на керамических аналогах. За последние 20 лет исследователи овладели технологией управления сроками нереста и размножения кораллов в контролируемых условиях. Керамические «скелеты» защищают ювенильные кораллы в критически важный начальный период роста, значительно повышая их шансы на выживание по сравнению со случайным оседанием личинок.
Проект финансируется в рамках программы RRAP (Reef Restoration and Adaptation Program) — крупнейшей в мире инициативы по восстановлению коралловых рифов, поддерживаемой правительством Австралии через Reef Trust и Фонд Большого Барьерного рифа. В разработку алгоритмов ИИ вложены пять лет исследований трёх научных групп RRAP: моделирования и поддержки принятий решений, экологического мониторинга EcoRRAP и группы аквакультуры кораллов. Команда также опубликовала датасет размеченных изображений субстрата с пяти локаций рифа на платформах Hugging Face и GitHub.
«Эта технология не о том, что машины заменяют людей. Она о том, что люди работают вместе с машинами, чтобы масштабировать научные исследования до уровня, который раньше было трудно достичь», — подчеркнул доктор Мошириан. Система уже прошла тестирование на пятиметровых судах в прибрежных водах и на малых тендерах на внешнем рифе. В перспективе AIMS планирует установить DGS на автономные надводные аппараты, которые смогут засевать кораллы круглосуточно без участия экипажа.
Масштабирование критически важно: Большой Барьерный риф — крупнейшая живая структура на Земле протяжённостью более 2 300 километров — пережил несколько массовых обесцвечиваний из-за повышения температуры океана. Ручное восстановление рифов остаётся медленным и дорогостоящим процессом, а около 70% проектов терпят неудачу. Роботизированная платформа DGS способна кардинально изменить ситуацию, позволяя высаживать сотни тысяч кораллов с научно обоснованным выбором места — и потенциально привлечь к работе туристические компании и общины коренных народов Австралии.
