تحقق MarineSitu نسبة تشغيل تزيد عن 96% في المراقبة تحت الماء باستخدام Ultralytics YOLO

إن مراقبة البيئات تحت الماء وأنظمة الطاقة البحرية ليست بالمهمة السهلة، ولكنها ضرورية لفهم كيفية تفاعل هذه البنية التحتية مع النظام البيئي المحيط وضمان تشغيلها بأمان دون الإضرار بالحياة البرية. تقليدياً، كان على الباحثين فحص ساعات من اللقطات تحت الماء يدوياً، وهي مهمة تزداد صعوبة بسبب الظروف العكرة والتيارات القوية والرؤية غير المتسقة.

MarineSitu تساعد الباحثين والمؤسسات على مراقبة وفهم البيئات تحت الماء باستخدام كاميرات عالية الدقة، ورؤية حاسوبية، وسونار التصوير، وأجهزة استشعار بيئية، ونماذج تعلم الآلة. على سبيل المثال، باستخدام نماذج Ultralytics YOLO، يمكن لأنظمتهم تحديد وتتبع الحياة البرية أثناء تحركها حول توربينات المد والجزر وغيرها من البنية التحتية للطاقة البحرية.

Link to this sectionمراقبة بحرية أكثر ذكاءً من خلال ابتكار الذكاء الاصطناعي#

تأسست MarineSitu في عام 2016، ونشأت من أبحاث في مركز طاقة المحيطات الهادئ (PMEC) ومختبر الفيزياء التطبيقية (APL) التابع لجامعة واشنطن. اليوم، يعملون مع منظمات مثل وزارة الطاقة الأمريكية والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي الأمريكية.

من خلال منصات مثل SaltySuite™، تدمج MarineSitu أنظمة أجهزتها المصممة خصيصاً، بما في ذلك الكاميرات والسونار وأجهزة استقبال الصوت المائي، مع نماذج الكشف المدعومة بالذكاء الاصطناعي لمراقبة وتحليل البيئات المعقدة تحت الماء. على وجه الخصوص، من خلال تطبيق مهام الرؤية الحاسوبية مثل اكتشاف الأشياء (تحديد وتعيين الحيوانات أو الأشياء الفردية داخل الصورة)، وتصنيف الصور (تعيين تسمية لصورة كاملة بناءً على محتوياتها)، وتتبع الأشياء (متابعة الأشياء المكتشفة عبر إطارات متتالية لتحليل حركتها)، توفر MarineSitu رؤى فورية تدعم الطاقة البحرية ومصايد الأسماك والبحوث البيئية.

Link to this sectionلماذا تعد المراقبة تحت الماء أصعب مما تبدو عليه#

تعد مراقبة البيئات البحرية أكثر صعوبة بكثير من مراقبة الظروف على اليابسة. يمكن أن تنخفض الرؤية دون سابق إنذار، وتؤدي التيارات القوية إلى إزاحة المعدات، ويمكن للنمو البحري أن يحجب الكاميرات وأجهزة الاستشعار بسرعة. يمكن أن تتغير الظروف من ساعة إلى أخرى، مما يجعل جمع البيانات المتسقة أمراً صعباً.

بالنسبة للباحثين ومشغلي الطاقة، يخلق هذا عنق زجاجة كبيراً. يمكن للمشاريع توليد مئات التيرابايت من بيانات الفيديو والسونار والصوت، مما يجعل المراجعة اليدوية بطيئة وغير عملية.

تواجه مواقع المحيطات النائية عقبات إضافية، مثل النطاق الترددي المحدود، مما يجعل من الصعب إرسال ملفات الفيديو الكبيرة إلى السحابة. هذا يزيد من التكاليف التشغيلية ويطرح مخاوف تتعلق بأمن البيانات.

لحل هذه التحديات، تستخدم MarineSitu نهج الذكاء الاصطناعي على الحافة الذي يعالج البيانات مباشرة على الأجهزة تحت الماء بدلاً من الاعتماد على عمليات النقل السحابي. يتيح ذلك الكشف الفوري عن الحياة البرية والأحداث البيئية، ويقلل من كمية البيانات التي يحتاج الباحثون إلى مراجعتها، ويحافظ على موثوقية المراقبة حتى في ظروف المحيطات غير المتوقعة وذات النطاق الترددي المنخفض.

Link to this sectionالكشف الفوري تحت الماء باستخدام نماذج Ultralytics YOLO#

تنشر MarineSitu أنظمة المراقبة الخاصة بها حول البنية التحتية الصعبة تحت الماء، بما في ذلك توربينات المد والجزر، والموانئ، والمنشآت البحثية، ومرصدات البيئة طويلة المدى، لالتقاط كيفية تفاعل الحياة البحرية مع هذه الهياكل. تدمج حزمة المراقبة القابلة للتكيف (AMP) الخاصة بهم كاميرات بصرية عالية الدقة، وسونار التصوير، وأجهزة استقبال الصوت المائي، وإضاءة LED، وأنظمة مقاومة القشور التي تحافظ على وضوح العدسات وأجهزة الاستشعار لأشهر في كل مرة.

لتفسير التدفق المستمر للبيانات متعددة الوسائط، تستخدم MarineSitu نماذج Ultralytics YOLO المدربة خصيصاً لتحليل لقطات الفيديو في الوقت الفعلي. تكتشف هذه النماذج وتتتبع الأنواع البحرية أثناء تحركها عبر مناطق مثل مجال تأثير التوربينات، وتقوم تلقائياً بتمييز الأحداث المهمة ومواءمتها مع تسجيلات السونار والصوت المرتبطة بها.

على سبيل المثال، عندما ينجرف قنديل البحر بالقرب من التوربين، يمكن لتجزئة المثيلات المدعومة بنماذج Ultralytics YOLO مثل Ultralytics YOLOv8 و Ultralytics YOLO11 التقاط خطوطه الكاملة في الصورة. وهذا يضمن التقاط تفاعلات الحياة البرية بتفاصيل سياقية كاملة بدلاً من دفنها ضمن ساعات من اللقطات غير المهمة.

الشكل 1. مثال على استخدام نماذج Ultralytics YOLO لاكتشاف وتجزئة قنديل البحر.

Link to this sectionلماذا تختار نماذج Ultralytics YOLO؟#

تمنح نماذج Ultralytics YOLO لشركة MarineSitu السرعة والدقة المطلوبة للكشف الفوري في البيئات المعقدة تحت الماء. تعمل نماذج مثل YOLOv8 و YOLO11 بكفاءة على أنظمة الحافة الخاصة بهم ويمكن تصديرها إلى تنسيقات مثل TensorRT.

Link to this sectionمراقبة MarineSitu و Ultralytics YOLO تحقق وقت تشغيل بنسبة 96%#

مكن استخدام MarineSitu لنماذج Ultralytics YOLO من مراقبة موثوقة وفورية للحياة البرية أثناء عمليات النشر طويلة المدى في ظروف المحيطات الصعبة.

في عملية نشر استمرت 141 يوماً في شمال غرب المحيط الهادئ، حافظت حزمة المراقبة القابلة للتكيف (AMP) من MarineSitu على وقت تشغيل يزيد عن 96% على الرغم من التيارات القوية، وانخفاض الرؤية، وضغوط القشور الحيوية المستمرة. حافظت أنظمة مقاومة القشور على نظافة منافذ الكاميرا والأضواء وسونار التصوير طوال الوقت، مما يضمن بيانات متسقة وعالية الجودة.

مع تشغيل YOLO باستمرار على النظام، تمكن الباحثون من متابعة الفقمات والأسماك وأنواع أخرى أثناء تحركهم حول التوربين. أدى اكتشاف الأشياء المؤتمت وترشيح الأحداث إلى تقليل وقت المراجعة اليدوية بشكل كبير. وفقاً لباحثي PNNL و UW-APL، فإن مراجعة الأحداث التي تم تمييزها بواسطة YOLO استغرقت غالباً ساعة أو ساعتين فقط كل يوم، مقارنة بعملية المسح المستهلكة للوقت عبر اللقطات غير المرشحة.

الشكل 2. اكتشاف فقمة باستخدام نموذج Ultralytics YOLO.

من خلال الجمع بين الأجهزة المتينة والاستشعار متعدد الوسائط والرؤية الحاسوبية الفورية، قدمت MarineSitu رؤية كاملة وسياقية لتفاعلات الحياة البرية، وهو أمر كان من الصعب للغاية تحقيقه من خلال المراجعة اليدوية وحدها. يساعد هذا المستوى من الموثوقية والكفاءة في تسريع التقييمات البيئية لمشاريع طاقة المد والجزر ويرفع المعيار لأنظمة المراقبة البحرية.

Link to this sectionتوسيع نطاق الذكاء البحري الفوري#

تواصل MarineSitu توسيع قدرات الرؤية الحاسوبية الفورية الخاصة بها عبر مجموعة واسعة من الإعدادات تحت الماء. بعيداً عن توربينات المد والجزر، تُستخدم أنظمتها التي تعمل بـ Ultralytics YOLO لمراقبة الحياة البرية في الموانئ، ودعم أبحاث الشعاب المرجانية، ومراقبة سلوك الأسماك حول المنشآت العلمية، وجمع البيانات البيئية طويلة المدى في مواقع المحيطات النائية.

مع وجود نماذج YOLO في قلب خط أنابيب الكشف الخاص بهم، تركز MarineSitu على تحسين التعرف على الأنواع، وتعزيز معالجة الذكاء الاصطناعي القائمة على الحافة، وجلب المراقبة المؤتمتة إلى المزيد من المواقع حيث تكون الطرق التقليدية صعبة أو مكلفة. إنهم يهدفون إلى جعل المراقبة تحت الماء أكثر كفاءة وسهولة في الوصول إليها مع منح الباحثين رؤى أوضح وأسرع حول كيفية تفاعل النظم البيئية البحرية مع النشاط البشري.

هل أنت مهتم بالذكاء الاصطناعي؟ تحقق من خيارات الترخيص لدينا لجلب Vision AI إلى مشاريعك. قم بزيارة مستودع GitHub الخاص بنا لمعرفة المزيد. استكشف الرؤية الحاسوبية في الروبوتات و الذكاء الاصطناعي في صناعة السيارات على صفحات الحلول الخاصة بنا.