热成像摄像头与AI联手护航，助力船只避让灰鲸

每年5月的一个晴朗周二下午，旧金山湾一片繁忙。高耸如摩天大楼的集装箱船将货物运抵奥克兰港，油轮运送燃料，渡轮载着游客和通勤者穿梭往来。从位于海湾入口附近的天使岛俯瞰这片海域，一群兴奋的科学家指向水面上的几处波光——三头灰鲸正在浮出水面换气。

为了保障人类与鲸鱼之间的"交通安全"，一个由政府机构与科研人员组成的协作团队推出了一套基于AI的鲸鱼探测系统，并于5月19日正式上线运行。该系统由总部位于马萨诸塞州萨默维尔的WhaleSpotter公司研发，利用AI模型对天使岛布兰特角俯拍海湾的热成像摄像头画面进行分析，识别鲸鱼踪迹。每次探测结果须经人工核实以排除误报，随后系统向附近船只发出预警，使其能够减速或改变航线。虽然经过训练的人员能够发现鲸鱼呼气时喷出的水雾，但AI驱动的热成像摄像头表现更为出色——它们能够全天候持续监测，即便在夜间或多雾的下午也不例外。

对许多鲸鱼而言，旧金山之行往往意味着生命的终点。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%。2026年迄今已有7头灰鲸在此丧生。2025年，海湾内及周边共有创纪录的21头灰鲸死亡，尸检结果显示，其中40%的死因是船只撞击。"去年对于灰鲸而言，真的是一场危机。"加州大学圣巴巴拉分校贝尼奥夫海洋科学实验室主任道格拉斯·麦考利表示。

旧金山湾是灰鲸迁徙路线上的一个新停靠点。灰鲸是哺乳动物中迁徙距离最长的物种，每年往返于阿拉斯加与墨西哥下加利福尼亚州之间，行程达1.5万至2万公里，以完成繁殖。历史上，它们从不在途中停留，而是在出发前大量进食，然后在整个迁徙过程中禁食。

然而，自2018年以来，已有逾百头灰鲸在北返途中绕道进入旧金山湾。科学家们尚不清楚原因，但推测这与气候变化驱动的海冰面积创历史新低有关。该理论认为，海冰减少正在破坏滋养北极食物链的藻类生态系统，而灰鲸正是依赖这一食物链维系生存。鲸鱼可能在南下之前无法积累足够的脂肪储备以支撑整个迁徙旅程，因此在返程途中顺道来到旧金山湾补充能量，部分鲸鱼甚至在此逗留超过一个月。

"灰鲸正在努力以一种勇敢的姿态适应这个奇异的世界。"麦考利说。站在WhaleSpotter热成像摄像头旁俯瞰海湾，他称这里是"观察气候变化的第一排座位"。该摄像头安装在天使岛布兰特角海岸警卫队瞭望塔上，拍摄范围覆盖约7公里范围内的水域。

系统架构

当鲸鱼浮出水面换气时，会喷出一股温度高于周围环境的热气柱。WhaleSpotter的技术最初由马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所研发，专门识别这种独特的喷气特征，即便画面中仅占一两个像素也能捕捉到。画面随后传送给海洋哺乳动物专家进行核实，一旦确认，系统将向美国海岸警卫队船舶交通服务部门发送警报，由其将信息共享给该区域内的船只。加州大学圣巴巴拉分校的研究人员和海洋哺乳动物中心的科学家将利用系统数据对鲸鱼展开研究，相关数据也可通过在线地图查阅。

该协作团队近期还将增设一台安装在旧金山至北部瓦列霍之间渡轮上的摄像头，以更全面地掌握鲸鱼在海湾内的活动情况。

WhaleSpotter的系统已在全球多艘船舶上投入使用，其中包括总部位于火奴鲁鲁的马特森航运公司旗下的8艘集装箱船。WhaleSpotter表示，该技术可将船只撞击鲸鱼的风险降低90%。

旧金山湾系统是首个将陆基与船载监测设备相结合的系统，且由于它在迁徙季节对这一繁忙水域实施持续监测——而非仅在横渡大洋途中搜寻鲸鱼踪迹——其探测数量已令人叹为观止。截至5月19日，该系统运行约一周半，已累计记录6600次鲸鱼探测结果。科学家认为，这些探测结果可能仅来自少数几头长期在摄像头前方海湾中活动的鲸鱼。

该摄像头系统能够在人类借助望远镜发现鲸鱼之前便提前捕捉到目标，但在缺乏人工干预的情况下，仍容易产生误报。2020年的一项研究利用红外摄像头探测加拿大沿岸大西洋海域的海洋哺乳动物时，发现误报率较高，主要原因是海鸟的干扰。因此，人工核实仍不可或缺——WhaleSpotter首席执行官肖恩·亨利表示，一旦系统在没有鲸鱼的情况下发出警报，船长们以后将不再认真对待这些信息。

亨利表示，人工核实的结果正被持续反馈给算法以优化系统性能。他介绍说，系统目前已能够判断是否为同一头鲸鱼再次换气，因此短时间内连续发生的类似探测结果不会再被提交给人工专家核实。亨利希望公司能够进一步改进系统，最终消除人工核实的需求。"我喜欢AI——它不像人类那样会疲惫，"他说，"我们希望尽可能多地依赖AI。"

Q&A

Q1：WhaleSpotter的鲸鱼探测系统是如何工作的？

A：该系统通过安装在天使岛布兰特角的热成像摄像头，拍摄覆盖约7公里范围的海湾水域画面。AI模型会识别鲸鱼换气时喷出的热气柱，即便仅占画面中一两个像素也能捕捉到。探测结果随后由海洋哺乳动物专家进行人工核实，确认后系统会向美国海岸警卫队船舶交通服务部门发出警报，由其通知附近船只减速或改变航线，从而降低船只撞击鲸鱼的风险。

Q2：灰鲸为什么会在旧金山湾停留？

A：科学家推测，这与气候变化导致北极海冰面积创历史新低有关。海冰减少破坏了滋养北极食物链的藻类生态，导致灰鲸在南下前无法积累足够的脂肪储备。为了在返回阿拉斯加的途中补充能量，它们便绕道进入旧金山湾觅食，部分鲸鱼甚至在此停留超过一个月。自2018年以来，已有逾百头灰鲸出现这一异常行为。

Q3：旧金山湾的灰鲸死亡情况有多严重？

A：情况相当严峻。2025年，旧金山湾内及周边共有创纪录的21头灰鲸死亡，尸检显示其中40%死于船只撞击。2026年迄今已有7头灰鲸死亡。今年4月发布的研究数据显示，进入海湾的灰鲸整体死亡率高达18%。加州大学圣巴巴拉分校研究人员将2025年描述为"灰鲸真正的危机之年"。