يطوّر مشروع واحة المحيط وحدات طرفية تعمل بالطاقة الشمسية، مزوّدة بكاميرات تحت الماء وميكروفونات مائية، ويتم نشرها على الأرصفة والمنصات والعوامات المستقلة. يعمل Ultralytics YOLO على الجهاز، مع اتصال صاعد عبر Starlink أو الشبكات الخلوية، موفّرًا سنوات من المراقبة البحرية بمستوى جودة علمي.
مع مواجهة النظم البيئية البحرية تهديدات غير مسبوقة بسبب تغير المناخ والتلوث والصيد الجائر، لم يسبق أن كان الطلب على معلومات محيطية قابلة للتوسع وقائمة على الأدلة بهذا الحجم. يواجه مشروع واحة المحيط (PO2)، وهو منظمة غير ربحية مقرها أستراليا، هذا التحدي مباشرةً من خلال بناء أنظمة مراقبة مستقلة مصممة للعمل لسنوات في البيئات البحرية القاسية.
من خلال دمج نماذج Ultralytics YOLO في مسار المعالجة من الطرف إلى السحابة والاستفادة من Ultralytics Platform، يضع PO2 الأساس لعصر جديد من المراقبة المستمرة للشعاب المرجانية والتنوع البيولوجي المدعومة بالذكاء الاصطناعي.
بناء أساس المعلومات المحيطية#
يطوّر مشروع واحة المحيط أنظمة مستقلة مدعومة بالذكاء الاصطناعي لتوفير معلومات محيطية طويلة الأمد. وبالتعاون مع WASSOC (شركة هندسة تحت سطح البحر تتمتع بخبرة تزيد على 40 عامًا) وAWS وUltralytics، يقدّم PO2 منصة متكاملة تجمع بين العتاد المتين والذكاء الاصطناعي الطرفي والسحابي ومجموعات البيانات المثبتة علميًا، دعمًا لحماية النظم البيئية البحرية القائمة على الأدلة.
صُممت كل وحدة من وحدات PO2 لتشغيل نماذج متعددة للذكاء الاصطناعي في الوقت نفسه، مع توفير هامش داخلي كافٍ للتوسّع مستقبلًا. وقد صُممت الأنظمة لتحمّل اندفاعات المياه فوق الشعاب المرجانية والتآكل والتلوث الأحيائي، والعمل لسنوات في كل مرة دون صيانة، مع إمكانية التوسع عبر بيئات متنوعة.
تحدي المراقبة المستقلة طويلة الأمد للشعاب المرجانية#
تطرح مراقبة الشعاب المرجانية والتنوع البيولوجي البحري على نطاق واسع مجموعة فريدة من التحديات. تعتمد الأساليب التقليدية على الغواصين والقوارب وجمع البيانات يدويًا، وهي أساليب مكلفة ومتقطعة وغالبًا ما تكون مزعجة للنظم البيئية التي تدرسها. ومع تراجع صحة الشعاب المرجانية على مستوى العالم، تستمر الفجوة بين البيانات التي يحتاج إليها العلماء والبيانات التي يمكنهم جمعها واقعيًا في الاتساع.
حتى مع ازدياد سهولة الوصول إلى الرؤية الحاسوبية والذكاء الاصطناعي الطرفي، يفرض نشر هذه التقنيات تحت الماء قيودًا جديدة. يجب أن تعمل الأجهزة بالطاقة الشمسية والبطاريات، وأن تكون قادرة على تشغيل نماذج متعددة للذكاء الاصطناعي بالتوازي، وأن تتمتع بالمتانة الكافية لتحمّل سنوات من التعرض للمياه المالحة دون صيانة نشطة. وتُعد كفاءة الطاقة أمرًا بالغ الأهمية؛ إذ لا يتوفر سوى نحو 600 واط من الطاقة يوميًا، ولذلك يجب اختيار كل مكوّن، من الكاميرا إلى شريحة الاستدلال، بعناية لتعظيم مدة التشغيل مع توفير رؤى دقيقة وفي الوقت الفعلي.
بالنسبة إلى PO2، كان العنصر المفقود هو إطار نماذج يتسم بالمرونة الكافية للعمل على مجموعة واسعة من العتاد الطرفي، والدقة الكافية لتتبّع التنوع البيولوجي البحري، والسهولة الكافية للتكرار عليه مع تطور المنصة خلال عمليات نشر تمتد لسنوات متعددة.
من الطرف إلى السحابة باستخدام Ultralytics YOLO#
تجمع منصة المراقبة التابعة لـ PO2 بين الكاميرات تحت الماء والميكروفونات المائية وأجهزة الاستشعار الأخرى المثبتة على عوامات مستقلة مزودة بألواح شمسية وبطاريات واتصال عبر الأقمار الصناعية.
بالنسبة إلى الصوت، يعمل PO2 HydroPulse (ميكروفون مائي مضمّن مخصص للطرف) بقدرة تبلغ نحو 1.3 واط على عتاد ARM متاح تجاريًا، وهي قدرة منخفضة بما يكفي للنشر طويل الأمد بالطاقة الشمسية والبطاريات.
وبهدف التشغيل على الكاميرات، من المقرر نشر نماذج Ultralytics YOLO على العتاد الطرفي ضمن النظام، لإجراء اكتشاف وتتبع للأجسام في الوقت الفعلي على تدفقات الفيديو، بهدف تحديد الأسماك وغيرها من الكائنات البحرية وتتبعها مباشرةً تحت الماء.
يربط تتبع YOLO الفرد نفسه عبر الإطارات، لذا لا يُحتسب إلا مرة واحدة، ويُتخذ الاكتشاف الأعلى ثقةً سجلًا لتلك السمكة. ويكون السجل الواحد أساسًا على النحو الآتي:
{
"label": "Acanthurus triostegus",
"confidence": 0.94,
"length_cm": 18
}مع إرفاق أعداد MaxN على مستوى الجلسة والسياق البيئي. وينتج عن ذلك بيانات موحّدة جاهزة للاستخدام العلمي، بدلًا من تسجيلات مصوّرة لمراجعتها لاحقًا.
الشكل 1. يشغّل Ultralytics YOLO26 اكتشافًا على مستوى الأنواع في لقطات لشعاب مرجانية هاوايية.
ستجري كل وحدة كاميرا الاكتشاف والتتبع عند الطرف، ثم ترسل أحداثًا منظمة ومضغوطة (ملفات JSON بحجم الكيلوبايت)، وليس فيديو خامًا.
عندما يكتشف النظام جسمًا محل اهتمام، تُرسل نتائج الاستدلال عبر الأقمار الصناعية إلى بنية سحابية، حيث تُجمّع وتُحلّل وتُعرض على العلماء وشركاء الحفاظ على البيئة. ويقلل هذا التصميم الذي يضع الطرف أولًا متطلبات الإرسال بدرجة كبيرة، ويحافظ على الطاقة، ويمكّن المنصة من العمل لسنوات في كل عملية نشر دون تدخل يدوي.
ولضمان جاهزية النظام للمستقبل، عمل PO2 عن كثب مع Ultralytics لتقييم أحدث جيل من مسرّعات الذكاء الاصطناعي الطرفي المدعومة بوحدات NPU. وساعد هذا التعاون PO2 على تضييق نطاق تركيبات العتاد المناسبة لميزانية الطاقة الصارمة، مع الحفاظ على المرونة اللازمة لإضافة نماذج جديدة للذكاء الاصطناعي، مثل الاستدلال الصوتي على بيانات الميكروفونات المائية، مع نمو المنصة.
الشكل 2. توضيح حل واحة المحيط.
من أوائل المستخدمين لـ Ultralytics Platform#
بالإضافة إلى استخدام نماذج Ultralytics YOLO في بيئة الإنتاج، أصبح PO2 واحدًا من أوائل مستخدمي المؤسسات لـ Ultralytics Platform، وهي البيئة الجديدة المتكاملة لوضع تعليقات توضيحية على نماذج YOLO وتدريبها ونشرها في مكان واحد.
باستخدام Ultralytics Platform، يستطيع فريق PO2 إدارة مجموعات البيانات البحرية، وتدريب نماذج YOLO26 القياسية ونماذج Ultralytics Enterprise YOLO26، والاستفادة من Smart Annotation لتسريع تصنيف البيانات بدرجة كبيرة، وتصدير النماذج المدرّبة إلى أي تنسيق تقريبًا لنشرها عبر عتادهم الطرفي. وقد ساعد مسار العمل الموحّد هذا PO2 على التكرار بسرعة مع تطور المشروع، مع إبقاء البيانات والنماذج والتجارب مركزيةً أثناء توسّع الفريق.
لماذا تختار Ultralytics YOLO؟#
بالنسبة إلى مشروع واحة المحيط، يتجاوز التعاون مع Ultralytics أداء النماذج، إذ يوفّر الوصول إلى الخبرة ومنصة موحّدة تدعم الفريق في كل مرحلة من مراحل التطوير. وتوفر نماذج Ultralytics YOLO المرونة اللازمة للعمل على مجموعة واسعة من الأجهزة الطرفية، بدءًا من وحدات MCU فائقة الانخفاض في استهلاك الطاقة ووصولًا إلى مسرّعات NPU الأعلى أداءً، مع توفير الدقة اللازمة لمراقبة التنوع البيولوجي تحت الماء.
ومن خلال العمل عن كثب مع Ultralytics، تمكّن PO2 من التعامل مع المشهد المعقد لمسرّعات الذكاء الاصطناعي الطرفي وتحديد شركاء العتاد المناسبين لأهداف النشر متعددة السنوات.
نحو محيط أكثر صحة#
تحقق مشروع واحة المحيط من صحة مستشعراته الأولى من البداية إلى النهاية، بدءًا من استدلال الذكاء الاصطناعي الطرفي وصولًا إلى لوحة المعلومات السحابية، ويستعد الآن للنشر في المياه. وأصبح بناء العتاد جاهزًا للشركاء، وبنية السحابة قيد التشغيل، والباحثون العلميون موجودين في مواقع النشر.
اعتبارًا من عام 2026 فصاعدًا، سيوسّع الفريق نطاقه عبر المواقع، ويوسّع حزمة الذكاء الاصطناعي على الجهاز، ويمهّد الطريق لإنشاء شبكة مراقبة عالمية مترابطة.
يعتمد PO2 على أفق زمني يمتد عبر أجيال متعددة. فالمراقبة البحرية المستمرة هي الطبقة الأساسية وقاعدة الأدلة التي تجعل كل ما يليها ممكنًا. وليس الهدف إتمامها، بل البدء بها على نحو سليم.
هل تهتم ببناء حلول الرؤية بالذكاء الاصطناعي الخاصة بك؟ تفضّل بزيارة مستودع GitHub لاستكشاف نماذج Ultralytics YOLO، ومعرفة كيفية دعم YOLO للابتكارات في مجال الذكاء الاصطناعي في الحفاظ على البيئة، والاطلاع على Ultralytics Platform لبدء بناء مسارات عمل الرؤية بالذكاء الاصطناعي المتكاملة الخاصة بك.
