作者大卫·马尔默奎斯特，弗吉尼亚海洋科学研究所 叠加在这张鱼照片上的小圆圈被机器学习软件用来自动识别物种——在这个例子中是一个红色的鼓
荣誉:丽莎·凯洛格/VIMS 威廉和玛丽的弗吉尼亚海洋科学研究所的研究人员正在撒网搜寻鱼类照片
他们的直接目标是使用垂钓者快照来训练软件识别不同的鱼类物种
他们的最终目标是将这种人工智能应用到一个“鱼回收”手机应用程序中，为垂钓者提供一个多用途的野外指南，为科学家提供一个更好地管理休闲物种的合作工具
“我们真的很兴奋能开发出我们的应用程序，”RecFish创始人丽莎·凯洛格说，她是VIMS大学的高级研究科学家
“一旦完成，你所需要做的就是打开应用程序，将你的手机摄像头对准一条鱼，它会立即告诉你鱼的种类、大小和大概重量，并让你按下按钮，将这些信息记录到你的日志中
“该应用程序还将根据日期、位置和当地的捕鱼规定，即时提供鱼是否合法的信息
但在此之前，应用开发团队必须首先训练机器学习软件来识别不同的鱼类，这个过程需要大量的照片
“现在，”凯洛格说，“我们正在研究识别鱼类的训练模型，每个物种至少需要5000张照片
我们的照片越多，模型就越精确
" 为了帮助收集这些图像，研究小组在recfish开发了一个网站
这使得钓鱼者可以轻松上传他们的照片
凯洛格说，“我们希望人们浏览他们的照片，上传任何有鱼的东西，这样我们就可以把它们作为模型训练的一部分
“他们最初的重点是切萨皮克湾的鱼类，但他们的长期计划包括将覆盖面扩大到美国
S
东海岸及更远
该团队对不太常见的物种和人们很少拍摄的物种的照片特别感兴趣
“切萨皮克湾有270种常驻物种，”VIMS渔业教授和鱼类资源小组成员Dr
埃里克·希尔顿:“从常见的捕鱼对象如条纹鲈鱼、黄鱼和比目鱼，到更不熟悉的物种如观星者和知更鸟
" “回顾我们目前收集的照片，”凯洛格说，“我们发现每个人都拍下了他们捕获的那条巨大的条纹鲈鱼，但是很少有人拍下它们的烤鱼
“特别令人惊讶的是，即使是一些海湾最常见的捕获物种的照片也很难获得
“斑点是马里兰州和弗吉尼亚州最常见的捕获物种，但我们仍然没有足够的照片来模拟该物种，”凯洛格说
“我们希望得到消息，我们需要你捕获的所有鱼的照片，而不仅仅是你最引以为豪的那些
“尽管他们目前使用的照片数量很少，但初步建模进展顺利，一些物种模型的精确度已经超过90%
凯洛格和她的项目团队意识到，参与的垂钓者可能不想分享他们秘密钓鱼地点的位置
“RecFish将让你选择是否与科学家和资源经理分享你的位置数据，”她说
“您可以分享您的确切位置，这对科学家来说具有最大的价值，但如果您对此不满意，您可以只按支流段提交数据——例如，上、中或下约克河——或者不提供任何地理参考
" “即使一些垂钓者从未提供他们的渔获量数据，”她补充说，“该应用程序将有助于可持续渔业管理，帮助他们确定他们的渔获量，并提供最新的捕鱼条例。”
" 希尔顿指出，该应用还将有助于基础渔业科学
“垂钓者收集的数据比任何渔业生物学家收集的都要多，”他说，“因为他们覆盖了如此大的面积，包括没有科学采样的地方。”
“分享照片也将有助于记录海湾内新的或不寻常的物种出现
这包括引入的物种，如黑鱼和蓝鲶，以及更南方的物种，如长刺鲷，由于其水域变暖，它们正自然进入切萨皮克湾
除了凯洛格和希尔顿，应用开发团队还包括VIMS研究人员莎拉·穆夫曼和詹妮弗·德雷耶；机器和深度学习公司DXFactor的Dharmesh Trivedi、Harshil Shah及其员工；罗布·夸特尔，VIMS·迪恩的创新顾问兼博士主管
约翰·威尔斯
完成后，鱼回收应用程序将为垂钓者提供一个物种标识，长度和重量，日期和时间，合法性，以及一个关于捕鱼位置的数据粒度选择
信用:S
斯坦/VIMS 应用程序开发是在VIMS学院院长和董事创新基金的支持下启动的，该基金由琼和摩根·梅西基金会和纳纳利慈善信托基金于2018年设立
凯洛格是2019年获得该基金创始奖的两名VIMS研究人员之一，她在2020年再次获得该奖项，以进一步开发应用程序
“创新基金的目标是为促进VIMS创新和经济生产力的研究和教育活动提供支持，”威尔斯说
“丽莎和她的团队正在用他们的Recfish应用程序做的事情是我们希望培养的项目类型的一个很好的例子
" “VIMS创新基金鼓励我们跳出框框思考，首先提出这个概念，”凯洛格说
国家鱼类和野生动物基金会为应用程序开发提供了额外的资金，许多管理机构和非政府组织都表示支持
凯洛格预计该应用将于2021年底向公众开放
这种不匹配催生了RecFish应用 凯洛格说，她最初的RecFish应用想法并不像你想象的那样基于鱼，而是基于牡蛎和鸟类
“我职业生涯的大部分时间都在研究牡蛎，”凯洛格说，“但当我们开始将牡蛎礁视为鳍鱼类的觅食地时，我们发现与拖网调查人员在一些物种饮食的更广泛数据中看到的不一致
我们意识到，在海湾支流上有很多牡蛎礁和海草区，即使是像ChesMMAP这样最先进的调查也没有真正取样
“那是因为牡蛎礁往往会损坏拖网，而拖网往往会损坏草地
这些担忧将拖网调查限制在大约9英尺深的水域，不包括海湾的大部分浅水支流
这种差异导致凯洛格怀疑渔业管理者和生态学家可能遗漏了什么
“基于生态系统的渔业管理有了很大的发展，”她说，“但由于没有对牡蛎礁或海草床进行采样，我们错过了鱼类和它们的环境之间的一些最重要的联系，包括捕食者-猎物的相互作用。”
" 凯洛格知道垂钓者经常专门针对这些结构化的栖息地，她开始考虑如何合作来利用他们的努力
“休闲垂钓者有着巨大的未开发的潜力，”她说，“所以我们开始想办法让他们成为社区科学家，让他们收集和分享数据
“美国国家海洋和大气管理局估计，垂钓者每年大约要进行800万次咸水垂钓，其中一半以上是在大西洋沿岸
这时凯洛格的思维从鱼转向了鸟
“我想到了康奈尔鸟类学实验室在息税前利润和梅林方面取得的成功，”她说，“这些应用程序允许观鸟者收集他们看到的鸟的数据
他们非常成功，现在每年有数百万观鸟者提交超过1亿份观鸟报告
" 为了给垂钓者创建一个类似的应用程序，凯洛格和她的团队意识到他们必须做出一些改变
“我们认识到有一些相当大的差异，”她说
“其中一些将是优势，另一些将是挑战
“一个优点是，垂钓者可以直接操作并经常测量他们钓到的鱼的长度和重量，这样就有机会收集比观鸟更多的数据
另一方面，许多观鸟者都有一份生活清单，而垂钓者却没有类似的传统
垂钓者也可能更犹豫要不要分享他们钓到的鱼的确切位置
为了解决这些问题并鼓励应用程序的使用，RecFish团队已经整合了一套核心报告功能:物种、长度和重量、日期和时间、合法性，以及根据捕获位置选择数据粒度
他们现在想从钓鱼者那里听到其他被寻找的功能，并在鱼网站上发布一个表格，供用户反馈
凯洛格说:“我们希望垂钓者告诉我们，他们还想在休闲钓鱼应用中看到什么。”
“他们想知道这种鱼是否可以食用，或者对健康有什么危害，比如汞含量高吗？他们想要更多关于这种鱼的信息吗——它的饮食、栖息地和范围？他们想知道这个物种的最大尺寸和国家记录吗？他们想让应用程序显示你去年那一天捕捉到了什么吗？他们希望这是一个照片分享应用程序，让你可以吹嘘你的收获或与朋友竞争吗？无穷尽
我们很想听听每个人的建议
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