快意雄風(fēng)海上來,未掣鯨魚碧海中。海洋是生命最古老的家園,也是全新的、亟待深度開發(fā)的資源寶庫。眼下越來越多的人意識到了這一點,于是,在我國遼闊的海域上,人們前赴后繼地用創(chuàng)新科技耕海牧漁,“躬耕”萬頃碧波,“放牧”藍色家園,用人工智能等前沿技術(shù)不斷為海洋相關(guān)行業(yè)賦能,向著大力建設(shè)海洋強國的國家戰(zhàn)略不懈努力。但問題也接踵而至——我國雖作為世界第一養(yǎng)殖大國,也是主要漁業(yè)國家中唯一養(yǎng)殖產(chǎn)量超過捕撈量的國家,但水產(chǎn)陸基設(shè)施養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)智能管理和智慧育種目前均存在技術(shù)缺乏、裝備信息化及智能化程度低的瓶頸,同時攻克養(yǎng)殖水質(zhì)、魚體行為和魚體表型病害特征與病害診斷之間的作用機理,以及揭示魚體表型性狀差異與育種基因調(diào)控之間的作用機制也存在短板。另外,承載海洋夢想的船舶,對其監(jiān)管情況也亟需提高。由此,一份份無形的使命與責任緩緩落在深研信息技術(shù)與通信工程的海南大學(xué)教授胡祝華等人肩上,即“信息技術(shù)的加持還能為馳騁海洋、漁業(yè)發(fā)展帶來哪些現(xiàn)代科技力量?”
而在以海南省崖州灣種子實驗室科技計劃專項項目“工廠化養(yǎng)殖智能管理和智慧育種系統(tǒng)研發(fā)”為代表的系列課題獲得實質(zhì)進展,以及關(guān)于“近海船舶‘精智聯(lián)控一體化’作戰(zhàn)體系”建模等系列工作取得階段性成功之前,胡祝華從未輕易給出自己的答案。扎根南海之濱15年,他將漁帆浪濤、椰風(fēng)碧海盡收眼底,心底從未消退的熱忱使其甘愿在這片令他深愛的熱土上奏起創(chuàng)新創(chuàng)造的激昂旋律,同時不談奉獻,只言成果?!拔蚁M业目蒲写鹁碜罱K能折射出豐收的田野、滿載的漁船,以及添彩新時代壯美的畫卷,而不是僅僅停留在我或團隊的口誦筆端?!焙HA說。
潮聲萬里,向海圖強
2009年,經(jīng)濟復(fù)蘇的東風(fēng)將天涯海角的碧海吹得更加清澈碧藍,胡祝華也是在此時堅定了要走穩(wěn)原創(chuàng)研發(fā)的職業(yè)道路,并因身體受氣候的影響,毅然闊別北國四季,投入南國春天。“慶幸,經(jīng)過時間驗證,我的選擇是正確的。海南省的人文風(fēng)貌、風(fēng)景氣候都讓人心曠神怡,海南大學(xué)多年來也給予我極為自由開放的成長平臺,讓我得以在‘向海圖強’的國家戰(zhàn)略中貢獻一份自己的力量?!?/p>
如胡祝華所言,作為我國管轄海洋面積最大的省,海南向海而興,近年來一直在向加快建設(shè)海洋強省,深耕藍色國土、壯大海洋經(jīng)濟的目的地加速奔跑。這是責任使然,是大勢所趨,自然大有可為。于是,胡祝華一步一個腳印、一步一個臺階地將萬里波濤寫入胸懷之間,他敏銳地發(fā)現(xiàn)在水產(chǎn)養(yǎng)殖這一支柱性產(chǎn)業(yè)內(nèi),我國與歐美國家相比,水產(chǎn)養(yǎng)殖勞動生產(chǎn)率相對低下、養(yǎng)殖風(fēng)險高、勞動強度大,這些劣勢嚴重制約了海南水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。對此,他在十余年的時間里密切聯(lián)合海南省種業(yè)實驗室、仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院、中國海洋大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機械儀器研究所、青島勵圖高科信息技術(shù)有限公司、海南藍糧科技有限公司等多家兄弟單位開展產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān),創(chuàng)建了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的水產(chǎn)養(yǎng)殖精準測控關(guān)鍵技術(shù)體系,并進行了規(guī)?;瘧?yīng)用,促進了華南地區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)關(guān)系和產(chǎn)品業(yè)態(tài)的轉(zhuǎn)型。
過去,水質(zhì)監(jiān)測依賴手動采集和實驗室分析,這直接導(dǎo)致了數(shù)據(jù)無法實時提供同時不可持續(xù),從而無法長期準確預(yù)測水質(zhì)參數(shù);且因形態(tài)特征測量大多采用人工測量和半自動測量方法,對操作人員的技術(shù)水平要求高,受主觀影響較大;又因病害診斷方法通常依賴主觀判斷、顯微觀察,不僅耗時耗力,還往往在病害已經(jīng)暴發(fā)并造成不可逆損失后才能得出診斷結(jié)果,總而言之就是要付出的成本極高。但自從有了一套水產(chǎn)養(yǎng)殖精準測控關(guān)鍵技術(shù)體系后,不僅實現(xiàn)了復(fù)雜環(huán)境下水質(zhì)的精準測控,破解了水質(zhì)長期精準預(yù)測不準的難題,還在實際應(yīng)用中彌補了生產(chǎn)損失,縮短了養(yǎng)殖周期,節(jié)省了餌料,節(jié)約了相關(guān)人工成本。這也是胡祝華團隊能在2023年摘得海南省科技進步獎桂冠的根本原因。
眼下,胡祝華團隊創(chuàng)制的基于深度學(xué)習(xí)模型的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施智慧養(yǎng)殖測控系統(tǒng)已經(jīng)下放至數(shù)家養(yǎng)殖企業(yè)之中,旨在面向農(nóng)技人員、農(nóng)戶等提供養(yǎng)殖水質(zhì)的早期預(yù)警、生長環(huán)境的精準調(diào)控、養(yǎng)殖管理等個性化智能服務(wù),截至目前已服務(wù)企業(yè)27家,培訓(xùn)服務(wù)1677人次。此外,他們還進一步建立了魚體形態(tài)性狀特征精準測量技術(shù)體系,創(chuàng)新了魚體精準性狀測量技術(shù)在遺傳育種上的應(yīng)用,填補了國內(nèi)相關(guān)研究的空白,顯著提高了重要形態(tài)性狀測量的效率和精度,為高效篩選高的育種植分子標記和生長優(yōu)勢的個體,從而培育優(yōu)良品種提供了穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)支持。依托這套體系,生長性狀提高21%的“藍糧1號”優(yōu)良金鯧新品系已經(jīng)問世,為豐富我國水產(chǎn)又添華彩一筆。
躬耕科海,“安全”至上
胡祝華的目光已不止于此。“無論出海還是貨運,船舶管控是關(guān)鍵?!彼逦c出為海南自貿(mào)港盡快實施有效封關(guān)運作的核心一環(huán),然后補充道,“但事實上,船舶狀態(tài)異常的情況,以及走私、偷渡、非法挖沙、禁漁期非法捕撈等違法行為仍時有發(fā)生,人工研判數(shù)據(jù)不能一直是常態(tài),我們需要用創(chuàng)新技術(shù)為其賦新賦能?!?/p>
心底油然而發(fā)的責任感使胡祝華恍惚間似乎重回跨界進入信息科學(xué)的一刻,“本科我的專業(yè)與此其實并不相關(guān),只是因為我熱愛編程,并堅信信息科學(xué)將會是未來的發(fā)展大勢,于是堅定投身其中。一路走來,我不敢擅自為時代趨勢下定論,但我學(xué)會的是,心底有了想法便要努力去向?qū)嵺`要答案,所以哪怕海上安全管理領(lǐng)域山高路遠,我也要行至彼岸。我的努力能為海上安全作出一點點貢獻,我想這將成為我近年來最欣喜的事”。
胡祝華是這么說的,也是這么做的。為了解決技術(shù)上的“卡脖子”問題,他帶領(lǐng)團隊成員夜以繼日地探索鉆研,與北京海蘭信數(shù)據(jù)科技股份有限公司、海南海蘭寰宇海洋信息科技有限公司、三亞中科遙感研究所等多家企業(yè)及科研機構(gòu)展開精誠合作,最終構(gòu)建出一套“精智聯(lián)控一體化”作戰(zhàn)體系,通過多源數(shù)據(jù)融合、技術(shù)創(chuàng)新,實現(xiàn)對風(fēng)險要素預(yù)警模型的智能化分析預(yù)警,從而提高了預(yù)警的準確性和時效性。并且,隨著科技的不斷發(fā)展,他們還在不斷優(yōu)化、融合算法和處理流程,提高系統(tǒng)的準確性和實時性——通過融合雷達光電、北斗船舶定位(AIS)、衛(wèi)星遙感、無人機組、視頻監(jiān)控、群眾網(wǎng)格等監(jiān)測數(shù)據(jù)資源,他們大量收集了船舶的運行數(shù)據(jù),而后對這些數(shù)據(jù)進行清洗、歸一化等預(yù)處理后,利用深度學(xué)習(xí)算法進一步實現(xiàn)了基于軌跡和多源信息融合的船舶異常行為監(jiān)測,得以實時分析、判斷監(jiān)測船舶是否存在異常行為。一旦模型識別出異常行為,就會觸發(fā)預(yù)警機制。
“海上安全,責任重于泰山,所以及格線必須無限趨近于100%?!边@是胡祝華對自己提出的要求,也是其團隊始終銘記在心的信念。為達成心中所愿,胡祝華在走入科研道路之初便秉持著“坐熱冷板凳”的覺悟,將其視作潛心修為、提升自我的過程,“雖然有時候因為過度勞累一度導(dǎo)致脫發(fā),但我還是堅信問題在努力面前都是能被解決的”。幸而,坐冷板凳的過程并不等于苦熬苦等,其中亦有成就感橫生的瞬間。2023年以來,胡祝華團隊陸續(xù)將自主研發(fā)的預(yù)警模型應(yīng)用于實戰(zhàn),總計推送736條有效風(fēng)險防控線索,涉及船舶862艘,協(xié)助破獲重大案件十余起,取得了實戰(zhàn)化成績。同年,課題組的衛(wèi)星數(shù)據(jù)服務(wù)還提供了320余份業(yè)務(wù)專題分析報告與異常線索跟蹤報告。其中包括312份南海近海區(qū)域船舶數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析報告、10份異常分析報告;并配合公安廳、海警等部門進行走私案件線索排查,在瓊州海峽異常船舶監(jiān)測、越界漁船監(jiān)測等多起案件中起到技術(shù)支撐作用,為社管平臺實戰(zhàn)化運行起到了積極作用?!暗覠o意躺在這樣的功勞簿上,我希望以后這樣的案件能夠越來越少,直至完全消失,還海上環(huán)境一片清朗安寧。”胡祝華說。
所愛隔山海,山海皆可平。胡祝華如是,與他默契配合的攻關(guān)團隊——成員包括趙瑤池副教授、陳珣副教授、邵春艷副研究員、謝府命講師、陳瑋講師等亦如是。過去,這支科技強軍已針對近??臻g多模態(tài)信息開展了一系列基礎(chǔ)理論、跨學(xué)科交叉及探索性的研究,實現(xiàn)了多模態(tài)信息的智能分析處理與決策管控,產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟和社會效益。未來,相信他們可以繼續(xù)以所持信念經(jīng)由“精神變物質(zhì)”的經(jīng)典過程,使其催動山川巨變,為海洋強國戰(zhàn)略添磚加瓦,也為信息技術(shù)領(lǐng)域延續(xù)學(xué)脈。