热成像与AI协助船舶避让灰鲸

今年5月一个晴朗的周二下午，旧金山湾海面一派繁忙。摩天大楼般的集装箱船驶往奥克兰港卸货，油轮满载燃油穿行其间，渡轮则载着游客前往徒步目的地、送通勤者奔赴AI初创公司上班。在海湾入口附近的天使岛上，一群兴奋的科学家俯瞰这片海上交通，指着水面上的几道闪光 —— 三头灰鲸正浮出水面换气。

5月19日，一套基于人工智能的鲸鱼探测系统正式上线。政府机构与科学家们携手合作，希望借助这套系统保障人与鲸两类物种的海上通行安全。该系统由总部位于马萨诸塞州萨默维尔的WhaleSpotter公司研发，通过AI模型分析热成像相机拍摄的画面来识别鲸鱼；相机架设在天使岛的布朗特角，俯瞰整个海湾。探测结果需经人工复核以避免误报，随后系统会向附近船只发出预警，提醒其减速或改道。受过训练的观察员固然能识别鲸鱼呼气时喷出的水柱，但搭载AI的热成像相机表现更胜一筹 —— 它们可以全天候24小时不间断监测，即便夜间或大雾天气也能正常工作。

对许多灰鲸而言，游进旧金山湾或许就是旅途的终点。今年4月发布的一项研究估算，进入海湾的灰鲸死亡率高达18%（https://www.frontiersin.org/journals/marine-science/articles/10.3389/fmars.2026.1775666/full）。2026年至今，已有7头灰鲸在此死亡。2025年，在海湾及其周边区域死亡的灰鲸达到创纪录的21头；尸检结果显示，其中40%的死亡源于船舶撞击。加州大学圣巴巴拉分校贝尼奥夫海洋科学实验室主任Douglas McCauley表示：“去年对灰鲸来说，确实是一场危机。”

旧金山湾区成为了灰鲸迁徙路线上新的停留点。灰鲸拥有所有哺乳动物中最长的迁徙行程，往返距离可达15000至20000公里：从阿拉斯加一路南下至墨西哥下加利福尼亚州繁衍后代。按照以往习性，它们中途不会停歇，出发前大量进食，在迁徙途中全程禁食。

但自2018年以来，已有超过100头灰鲸在向北返程时绕道进入旧金山湾。科学家尚未确定它们中途逗留的具体原因，但推测根源在于气候变化加剧导致海冰面积屡创新低。相关假说认为，海冰锐减致使滋养北极食物链的藻类大量消亡，而这正是灰鲸赖以生存的食物基础。灰鲸无法在南迁前储备充足能量支撑完整迁徙，于是在北上归途中转道前往旧金山湾觅食，部分灰鲸甚至会在此停留一个多月。

McCauley说道：“灰鲸正努力在这个变幻莫测的世界里适应全新的生存处境。”他站在WhaleSpotter公司的热成像相机旁俯瞰海湾，称这里是“直面气候变化的前沿观测点”。这台相机安装在天使岛布朗特角的美国海岸警卫队塔台上，拍摄视野呈锥形，能够覆盖向外延伸约7公里的海域。

San Francisco Bay Ferry

鲸鱼上浮换气时，会喷出一股温度高于周边环境的气流。WhaleSpotter的这套技术最初由马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所研发，专门识别特征鲜明的鲸鱼喷水，即便画面里只出现一两个像素点的痕迹也能识别。拍摄画面随后会交由海洋哺乳动物专家核验目标。一旦确认发现鲸鱼，系统便向美国海岸警卫队船舶交通管理中心推送警报，由中心将信息通报该水域航行船只。加州大学圣巴巴拉分校研究人员与海洋哺乳动物中心的科学家，将利用系统采集的数据开展灰鲸研究，相关数据同时可在在线地图上查阅：https://whalesafe.com/。

合作项目很快将增设一台热成像相机，安装在往返旧金山与北部瓦列霍的渡轮上，以此更完整地掌握海湾内灰鲸的活动情况。

WhaleSpotter的监测系统已经在全球多艘船舶投入使用，其中包括总部位于檀香山的美森航运（Matson）旗下八艘集装箱船。WhaleSpotter称，该技术能够将船舶撞击鲸鱼的风险降低90%。

这套旧金山湾监测系统首次融合岸基与船载监测设备。不同于远洋航行途中顺带搜寻鲸鱼，该系统会在迁徙季对这片繁忙海域持续值守，因此已经捕捉到数量惊人的观测记录。截至5月19日，系统正式运行仅一周半，就累计记录下6600次鲸鱼探测信号。科研人员认为，这些探测结果很可能只是少数几头灰鲸长期在摄像头前方水域活动所产生。

Benioff Ocean Science Laboratory/UCSB

这套摄像监测系统甚至能在人类通过双筒望远镜发现鲸鱼之前就完成探测，但倘若缺少人工介入，系统依然容易产生误报。2020年一项在加拿大近海大西洋海域利用红外相机监测海洋哺乳动物的研究显示，设备误报率偏高，误报源头大多是海鸟。WhaleSpotter首席执行官Shawn Henry表示，因此人工核验环节不可或缺。倘若系统多次在未发现鲸鱼的情况下发出预警，船长日后便不会再重视相关警报。

Henry介绍，人工核验的结果会持续反馈给算法，用于模型优化。系统目前已经能够识别同一头鲸鱼反复上浮换气的情况，接连产生的相似探测信号不会重复推送至专家人工复核。他希望公司能够持续迭代系统，最终省去人工核验步骤。“我看好人工智能，它不会像人类一样疲惫。”Henry说道，“我们希望尽可能依靠AI完成监测工作。”