Drone tích hợp AI bảo vệ du khách khỏi bị cá mập tấn công

Công nghệ mang tên SharkEye không chỉ giúp cảnh báo sớm cho người dân và du khách trước khi xuống biển mà còn mở ra phương pháp nghiên cứu mới, ít xâm lấn, nhằm theo dõi sự thay đổi của quần thể cá mập trắng lớn trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

AI kết hợp drone phát hiện cá mập theo thời gian thực

Mùa hè năm nay, vùng biển Nam California ghi nhận số lượng cá mập trắng lớn xuất hiện cao hơn mức trung bình. Nguyên nhân được các nhà khoa học cho là liên quan đến đợt nắng nóng trên biển kéo dài cùng sự hình thành của hiện tượng El Nino, khiến nhiệt độ nước tăng lên và làm thay đổi môi trường sống của nhiều loài sinh vật biển.

Để giúp người dân và du khách an tâm hơn khi tắm biển hoặc lướt sóng, các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Khoa học Đại dương Benioff thuộc Đại học California Santa Barbara (UC Santa Barbara) đã phát triển hệ thống giám sát cá mập bằng drone kết hợp AI mang tên SharkEye.

Hệ thống hoạt động bằng cách cho drone bay dọc bờ biển tại khu vực Padaro Beach, còn được gọi là Santa Claus Beach. Drone ghi lại video từ trên cao, sau đó thuật toán AI sẽ tự động phân tích hình ảnh để xác định xem có cá mập trắng lớn xuất hiện hay không.

Nếu phát hiện cá mập, hệ thống sẽ nhanh chóng gửi thông tin tới các bãi biển, lực lượng cứu hộ, chính quyền địa phương và các doanh nghiệp liên quan như cửa hàng bán thiết bị lướt sóng hoặc đơn vị tổ chức trại hè lướt sóng.

Thông báo thường bao gồm số lượng cá mập được phát hiện cũng như vị trí xuất hiện của chúng trong khu vực khảo sát.

Theo ông Neil Nathan, nhà khoa học cấp cao tại Phòng thí nghiệm Benioff và là người phụ trách dự án SharkEye, nhóm nghiên cứu hiện đã bước vào giai đoạn cuối cùng để thử nghiệm một ứng dụng miễn phí dành cho công chúng.

Ứng dụng này sẽ cho phép người dân kiểm tra tình trạng cá mập tại khu vực trước khi xuống nước. Đồng thời, các nhân viên cứu hộ hoặc cơ quan đảm bảo an toàn công cộng cũng có thể sử dụng mô hình AI mã nguồn mở của SharkEye để giám sát hoạt động của cá mập tại các bãi biển khác.

Trong quá trình thử nghiệm năm nay, điều kiện tự nhiên đặc biệt đã vô tình tạo ra môi trường lí tưởng để kiểm chứng hệ thống.

Theo ông Nathan, nhiệt độ nước biển cao bất thường do sóng nhiệt trên biển cùng El Nino đang khiến số lượng cá mập tại Padaro và nhiều khu vực khác ở Nam California tăng lên rõ rệt. Điều này giúp nhóm nghiên cứu thu thập được nhiều dữ liệu hơn để hoàn thiện thuật toán AI.

Không chỉ xác định sự hiện diện của cá mập, SharkEye còn có thể ước tính kích thước của từng cá thể thông qua phân tích hình ảnh từ drone. Sau khi AI xử lí xong, các cảnh báo sẽ được gửi theo thời gian thực đến điện thoại của người dùng thông qua ứng dụng chuyên dụng.

Bảo vệ con người nhưng vẫn tôn trọng môi trường sống của cá mập

Dự án SharkEye được triển khai từ năm 2019 và là chương trình đầu tiên thuộc loại này trên thế giới. Mục tiêu của nhóm nghiên cứu không chỉ là cảnh báo nguy hiểm mà còn tìm hiểu sâu hơn về tập tính sinh sống của cá mập trắng lớn, đặc biệt là các cá thể còn non.

Theo ông Nathan, cá mập non thường tập trung rất gần bờ vì chúng chưa có khả năng điều hòa thân nhiệt tốt như cá trưởng thành. Ngoài ra, nguồn thức ăn chính của chúng như cá bơn, cá mập báo và cá đuối cũng sinh sống ở vùng đáy gần bờ.

Những khu vực mà cá mập tập trung với mật độ cao được gọi là các "điểm tụ tập" (aggregation sites). Vị trí của các điểm này chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như nhiệt độ nước, nguồn thức ăn và cả hành vi xã hội của loài cá mập. Padaro Beach hiện được xem là một trong những điểm nóng của cá mập trắng lớn tại Nam California.

Điều đáng chú ý là trước năm 2017, việc nhìn thấy vây cá mập tại khu vực này là điều rất hiếm gặp. Tuy nhiên, trong khoảng mười năm trở lại đây, nơi đây đã trở thành địa điểm tập trung ổn định của nhiều cá mập trắng non.

Trước đây, nhiều nhóm nghiên cứu sử dụng tàu để theo dõi cá mập rồi gắn thiết bị định vị lên vây lưng của chúng. Tuy nhiên, phương pháp này khá phức tạp, tốn kém và có thể làm thay đổi hành vi tự nhiên của động vật.

Ngược lại, drone cho phép các nhà khoa học quan sát từ trên cao mà gần như không gây ảnh hưởng đến cá mập. Ông Nathan ví công nghệ này như việc trở thành "một con ruồi trên bức tường", âm thầm ghi lại mọi hoạt động mà không làm xáo trộn môi trường tự nhiên.

Ngoài giá trị nghiên cứu, SharkEye còn giúp thay đổi cách con người nhìn nhận về cá mập. Padaro Beach là nơi có rất nhiều gia đình, trẻ em và các trại hè dạy lướt sóng. Trong nhiều trường hợp, hệ thống phát hiện cá mập xuất hiện gần khu vực trẻ em đang học lướt sóng.

Tuy nhiên, ông Nathan cho biết từ trước đến nay chưa từng xảy ra bất kì vụ tấn công nào tại khu vực nghiên cứu. Theo ông, phần lớn cá mập trắng non không coi con người là con mồi. Chúng chủ yếu săn mồi dưới đáy biển và gần như không quan tâm đến người bơi phía trên.

Dù vậy, việc cung cấp thông tin vẫn rất cần thiết để các gia đình chủ động lựa chọn thời điểm xuống nước và nâng cao nhận thức về việc con người đang bước vào môi trường sống tự nhiên của cá mập.

Để tránh việc dữ liệu bị lợi dụng hoặc gây ảnh hưởng đến động vật, nhóm nghiên cứu cũng không công bố chính xác vị trí cá mập trong các video được chia sẻ. Mọi khảo sát đều chỉ diễn ra trong cùng một khu vực rộng khoảng một dặm vuông dọc bờ biển Padaro.

Theo các nhà khoa học, sự kết hợp giữa AI, drone và dữ liệu thời gian thực đang mở ra hướng tiếp cận mới trong công tác bảo tồn động vật biển. Công nghệ không chỉ giúp giảm nguy cơ xảy ra các sự cố ngoài biển mà còn góp phần nâng cao hiểu biết của con người về những loài săn mồi đầu bảng, từ đó hướng tới mục tiêu chung sống an toàn và bền vững với thiên nhiên.