华为不干“正”事，为拯救挪威三文鱼，搞了个“鱼脸识别”

导读：

2023年2月，在法国戛纳举行的2023年戛纳世界人工智能节（World AI Cannes Festival 2023）上，来自商业界、学术界和政治界的12名代表所组成的评委会将“Neurons特别评委会奖”授予华为及其合作伙伴，以表彰他们发起并实施的一项旨在保护挪威本土濒危野生三文鱼的人工智能解决方案。

作为这一伟大项目的亲历者，目睹如此激动人心的场面，我不禁心潮起伏，思绪又回到了几年前……

壹

如果不能享受野外垂钓的乐趣

那我还不如住在城里

我是华为挪威办事处的CTO（首席技术官），工作之余，我最大的爱好就是钓鱼。和很多挪威休闲垂钓者们一样，我常常背着钓具，漫步在乡间清澈的小河边，尽情享受着垂钓的乐趣。我最青睐是挪威土生土长的野生大西洋鲑，俗称三文鱼。

挪威拥有世界上第二长的海岸线和1190个峡湾，全国分布着数之不尽的江河湖泊，汇集了大量终年在这里停留和繁殖的冷水性鱼类。众多三文鱼洄游的河流让挪威成为世界上最大的野生三文鱼繁殖基地。因此，挪威的三文鱼全球驰名，被誉为当地的“世界名片”，也是挪威身份、文化和经济的重要组成部分。

挪威三文鱼的鱼汛很短，从每年六月初开始一直持续到九月。三文鱼会在淡水和海水之间洄游。小鱼孵化后会在淡水中生活一年，然后洄游入海，在海洋中度过1~3个冬天再返回淡水区产卵。

然而，自上世纪80年代以来，挪威野生三文鱼的数量一直在迅速下降，几十年间已下降了50%。因此，挪威实施了严格的每日、每季度捕鱼限制，甚至鼓励垂钓者将捕捉的三文鱼放生。

为什么会这样呢？因为挪威野生三文鱼正遭受来自“远房表亲”——粉鲑，又称驼背大马哈鱼的威胁。这些粉鲑在20世纪50年代被引入邻国海域，沿着洋流来到挪威东北部靠近白海的芬马克海岸，随后进入挪威南部海岸并迅速成为入侵物种。虽然粉鲑和大西洋鲑同属鲑鱼，但粉鲑是一种入侵物种，对本地生态系统和经济造成了灾难性的破坏。它们损坏了食物链，引入了疾病，并打破了自然平衡。

粉鲑与挪威三文鱼的食物相同，但更具侵略性，繁殖率更高，因此在竞争中处于上风，大有“鸠占鹊巢”之态。当粉鲑大肆繁殖，与本土物种争夺食物和产卵地时，就开始威胁当地三文鱼和其他野生鱼类的生存。为此，挪威政府已将粉鲑列入黑名单。粉鲑的繁殖周期为24个月，一般在奇数年达到数量峰值。2019年，垂钓者钓到的粉鲑数量激增到13900多条，2021年跃升到破纪录的111700多条——占挪威捕获鲑鱼总数的57%。虽然大部分的粉鲑都出现在北部的特罗姆斯和芬马克郡，但这种入侵物种在挪威全境都有被捕获的记录，说明它们已经侵入了全国的每条河流！

挪威北部渔村贝勒沃格的狩猎和垂钓协会（Berlevag JFF，简称BJFF）主席曾忧心忡忡地表示：“我们担心驼背大马哈鱼带来的疾病，当它们死亡时，河道中的含氮量会增加，这也将危害野生三文鱼的生存。”

随着越来越多死去的粉鲑在河道中腐烂，不但消耗氧气，使河水的含氮量激增，还减少了河流可供养的生物数量。同时，入侵物种还携带着威胁本土鱼类的疾病，对本地生态系统造成长期影响。

粉鲑数量众多，它可能威胁当地的三文鱼（照片：KNUT-SVERRE HORN NRK）

与此同时，一些“逃逸”的人工养殖鲑鱼也带来了威胁，它们不仅和野生三文鱼竞争食物和生存空间，还会污染野生三文鱼的基因。如果放任这些入侵物种不受抑制地繁衍繁殖，那么挪威本土三文鱼就面临着灭顶之灾。要不了多久，它们也许就会从地球上彻底消失！

贰

探寻创新的解决方案

为了保护家乡的河流和野生三文鱼，以BJFF为代表的环保机构和河流守护员们纷纷行动起来。每当鱼汛来临的时候，志愿者们身着潜水服，潜入河底，用肉眼辨识入侵的粉鲑，用双手将一条条 “入侵者”捕捞出来——鱼尾的斑点是他们识别“入侵者”的主要依据。在这种方式下，受限于人类肉眼，只有能被志愿者看到的鱼才被纳入统计，且难以辨识鱼的性别等特征，更无法系统性地监测和量化威胁的严重程度。所以，依靠人力去除入侵物种的方法耗时耗力，收效甚微。

我也一直在苦苦思索，寻找机会：能否尝试利用华为的技术和创新解决方案，帮助当地解决这一历史难题呢？

幸运的是，从2019年起，华为就已经启动了一个面向数字包容领域的倡议和长期行动计划——TECH4ALL。这个项目携手全球和本地合作伙伴，在环境、教育、健康和发展这四个关键领域为社会带来最为有益的技术解决方案。这个项目已经证明，技术可以帮助我们解决当今世界所面临的许多全球性环境挑战，包括生物多样性丧失——这不正是拯救挪威三文鱼的好机会吗？

当时，大量新闻报道粉鲑入侵，并日益受到全国关注。我们主动联系了BJFF，提议开发一种技术驱动的方法，更高效地解决这一问题。BJFF对此非常欢迎，欣然接受了我们的提议。

BJFF拥有河流管理的专业知识，结合华为在云计算方面先进的技术架构和基础设施，双方共同推动这个提议逐步走向成熟。在华为深圳总部TECH4ALL团队的支持下，我们和BJFF经过沟通论证，决定合作开发一套全自动的分流机制，以智能、创新且高效的方法来自动识别和分流入侵粉鲑，并将其过滤掉。当地的两家合作伙伴S公司和T公司也加入进来，分别负责开发识别算法和自动分选机制。

2021年7月，华为和BJFF在斯托尔瓦河流里部署了一套带有水下摄像头的装置，用于监测和统计不同的鱼群。基于连续的视频流和数万张图片，硬件和新开发源代码能够识别通过监测区90%以上的挪威三文鱼。这些数据可准确揭示鱼类迁徙行为模式，记录不同类型的鱼群，为进一步研究提供具体数据。

叁

这座桥就交给我吧！

作为一个浑身充满运动激情的钓鱼爱好者，能有幸参与这个史无前例的重大项目，我感到无比激动。同时，我也有点忐忑。因为我们的项目是从零开始，没有任何经验借鉴，未来真的可行吗？

在项目期间，我多次走访贝勒沃格地区，在冰冷刺骨的河水里和当地的志愿者并肩作战。我亲眼目睹了这个项目对当地社区的重要性，因为三文鱼及其相关产业是当地经济和文化的基石。当人们知道我是华为人，并且正在从事一项造福当地民生的项目时，纷纷围拢过来，热情地与我问候交流，并表示他们愿意随时提供必要的帮助。

有一次，当我们在一条河里安装捕鱼器时，突然面临一个问题——现场缺少一座连接河床到分流设施的小桥。当时，由于没有施工材料和工具，我们一筹莫展，不得不暂停安装，悻悻地准备离去。幸运的是，有几个当地人恰好从河边经过，无意中听说了我们面临的困难。

“这座桥就交给我吧！”其中一个热心人拍着胸脯，自告奋勇地伸出援手。随即，他开着自己的车出发了。30分钟后，他驾驶着一辆满载材料的卡车返回现场。两个小时后，一座结实轻巧的桥就被他架好了。

像这样的场景，在我们的项目实施中屡见不鲜。当华为团队努力工作，为当地社区做贡献时，民众们看在眼里，记在心上，并自发地提供力所能及的帮助，表现出温暖、互助的社区团结精神，这确实令我们深受鼓舞。

肆

保护自然，适应自然

2022年，在算法的基础上，我们又开发了基于AI（人工智能）水下实时监测的鱼类分流系统，以防止粉鲑进入上游河道。我们不断训练和优化闸门控制机制的算法，使它能识别粉鲑的一些明显物理外部特征，例如雄性粉鲑的独特驼峰，或雌性粉鲑尾巴上特有的图案和颜色。

我们把这套分流系统部署在斯托尔瓦河下游入海口，利用机械开关装置对游过匝道的鱼进行分类。根据我们的设计构想，经过AI算法的识别，本地的三文鱼能顺利通过闸门进入上游，完成洄游产卵的生命周期。至于入侵的粉鲑，则会被阻拦并分流到旁边的水箱之中，然后被渔民抓走。

在湍急的水流中安装分流系统，非常有挑战性。项目实施的过程非常复杂，我们必须不断优化调整。虽然我们提前做了基于充分理论依据的假设，但只有在实际环境中才能看到最终的结果。部署系统后，我们持续地监测，检查鱼在分流系统中的各种行为，并讨论如何优化技术方案。

在与活生生的动物打交道时，你必须去理解和适应它们的日常行为，而不是强迫它们做一些违反自然规律的行为。例如，改变水流通过系统的方式，或者对闸门的定时开关机制做点小小的调整，都可能对方案的有效运转产生巨大的影响。有时，水流量需要足够大，才能让本土三文鱼和其他鱼类不受影响地逆流而上。并且，闸门打开的时间也要恰到好处。一方面，开闸时间必须足够长，才能容许它们顺利游过；另一方面，开闸时间也不能过长，否则粉鲑们也有可能混入其中，影响分流效果。

想要识别并完成所有的优化，需要各领域专家的协同努力。来自项目各方的技术专家、建筑工程师和河流管理专家聚在一起，围绕发现的问题，一起分析和讨论解决方案，及时优化调整。只有通过高效的协作，我们才能更快地走向成功。

2022年6月，这套系统在挪威贝勒沃格的斯托尔瓦河流里正式部署并发挥作用，这是全球首个在自然河道里成功实施的三文鱼类智能分流系统，能够节省90%以上的人力，并有效规避入侵物种对挪威野生三文鱼产生的威胁，保护当地的河流生态。

感谢所有合作伙伴的巨大努力，解决方案的出色表现超出了我们的预期。随着试点项目的顺利运行，我们的系统已在挪威两条河流再次部署，并在孔斯峡湾成功筛选出5604条粉鲑，在库斯尔瓦筛选出550多条，识别准确率达到99.99%！与此同时，成千上万的挪威三文鱼、北极鲑等本土鱼类丝毫不受影响，畅通无阻地逆流而上。

伍

让“华为”成为当地响当当的品牌

三年来，我们的项目组一步一个脚印，从算法开发走到一条河流试点，再走到两条乃至多条河流的复制推广，取得了有目共睹的成果。更重要的是，这个项目获得了政府、客户和媒体的认可。

挪威环境部部长和渔业部副部长对项目成果表示赞赏，多次在公开场合表扬我们用数字技术保护三文鱼的卓越成效。同时，挪威的新闻媒体也纷纷主动报道华为，覆盖了黄金时间的全国电视新闻以及主流媒体的整版报道。当地媒体一直追踪着项目的进展，让“华为”成为了当地响当当的品牌。

事实证明，科技企业和环境保护机构的跨界合作可以在保护地球生态环境发挥巨大的作用，并产生可喜的成果。在熟悉本地情况的环保组织的指导下，华为和技术专家们针对当地需求制定了环境友好、定制化的解决方案，并在当地社区的支持下实施和部署。成功的试点不仅给贝勒沃格的渔民们带来信心，也为挪威甚至欧洲其他河流在应对类似入侵物种的挑战时带来希望。此外，这套智能识别系统也有望应用在挪威的三文鱼养殖场，以减少逃逸的养殖三文鱼对生态的危害——这也是华为和伙伴们下一步努力的方向。

我们坚信数字技术的力量可以建立一个更加包容和可持续发展的社会，我对华为在挪威的未来发展持乐观态度。在本文结束时，我想引用BJFF的负责人Geir Kristiansen的一句肺腑之言：“只要华为决定要做好某件事，就一定能成功！无论付出多少努力！”

文章转载自公众号：蓝血研究

图源网络，侵删

粉丝福利领取

近期，公众号收集了科研指导、编程学习、科学哲学、科学史、数学和物理科普书、中医书籍、文学著作、升学就业相关资料等资源大礼包，点击了解详情

点击资源推文页，领取方式在文末