乘船目视调查总有收工的时候。海豚仍在沿岸活动，天色变暗或海况恶劣却足以让观察人员失去追踪它们浮出水面的机会。在海南西南近海研究中华白海豚的团队，用水下录音设备延长了这段观察时间。[1]
机器学习让积累下来的录音更容易检索。把这个项目在2016—2022年间发表的成果放在一起看，可以看到中国人工智能研究的一种实际用法：分类器嵌入野外调查，帮助研究人员把零散的相遇接续成更长的栖息地利用记录。值得关注的变化，是动物生活中有多少原本难以触及的时段进入了研究视野。
调查从交谈开始
中国科学院深海科学与工程研究所的团队，先向长期在海上作业的人打听。2013年末，研究人员走访海南周边的16个港口和村落，访谈了510名渔民。这些回答将调查方向引向海南岛西南沿岸。2014年4月，团队开始乘船调查。[1]
研究所将团队首次目击海豚的日期记为2014年10月20日。据2016年的报道，当年10月至12月共调查十三天，其中六天遇见了海豚，既有成年个体，也有体型较小、体色灰暗的幼豚。这项发现将中华白海豚在中国海域的已知分布向南延伸了约300公里。[2]
因此，“发现”一词需要放回这段经过中理解。当地人的见闻给出了线索，系统观察则让这些知识进入科学记录。本文所配的档案照片就出自这一阶段，当时声学分类器尚未加入这项工作。
评估人工智能在其中的贡献，要从这个先后次序说起。声音样本只是模型工作的起点。研究人员还要决定录音设备布在哪里，判断某种动物在当地出现的合理性，并明确检出的声音能回答什么问题。
让机器先读一遍录音
2020年4月发表的方法论文记载，团队在2018年2月至5月间，用75天时间在六个站点采集了19,215段五分钟录音，数据量约为4.2太字节。设备每半小时录音五分钟，采样覆盖白天与夜间。[3]
研究人员使用三次多项式核支持向量机，将脉冲声分为五类：中华白海豚、江豚、鼓虾、雨声和船舶相关声音。这是一种依据实测信号特征开展的监督分类。在51,238条已标注观测数据上，随机五折交叉验证得到的总体准确率为89.9%，中华白海豚类别的真阳性率为96%。这两个数字衡量的是同一次评估中的不同指标，各地海岸的实际表现仍需分别验证。[3]
计算机筛出的声音随后还要经过过滤，并由专家检查声谱图，也就是显示声音频率随时间变化的图像。人工确认始终是流程的一部分。[3]
若据此衡量进展，一段值得细看的录音就是一个具体成果。自动化让研究人员能够检索庞大的录音库，复核则决定筛出的声音能否作为生态观察的依据。表现亮眼的评分，要经过这第二步才有实际意义。
听见海豚周围的声音
2020年8月发表于《PLOS ONE》的一项配套研究，进一步考察了更广阔的声环境。研究分析了2018年2月至2019年2月间，在约200公里海岸沿线十个站点采集的录音。研究对象是周围的声景，包括鱼类鸣叫、鼓虾弹响、海豚声音、船舶经过声、打桩声和爆炸声。[4]
水下也有自己的昼夜节律。在以0.5千赫兹和1千赫兹为中心频率的频带中，除一个站点外，其余站点在黄昏和夜间的声级都更高。这些数据记录的是环境声的变化，海豚在日落后数量增多的说法超出了这一测量结果。监测的各处地点都频繁出现航运噪声。[4]
这一区分影响着声学调查的解读。探测器工作时，周围环境一直在变。比较观测结果，既要看目标声音，也要看当时的聆听条件。配套论文明确将这种复杂声环境对海豚生态的影响，留作后续研究的问题。[4]
这里还有一项更基础的限制：分类器研究所检出的声音，尚未用于推算动物距离或种群数量。[3] 一连串咔嗒声与一连串独立个体之间，仍然隔着证据上的距离。这项调查回答的是声音所显示的海豚在场情况，估算种群数量则需要额外的证据和假设。
工作还要回到船上
研究所2022年8月的报道，呈现了设备维护的具体工作。研究人员每隔两三个月就要回收设备、下载数据、充电，再重新布放。十一个监测站中有一个丢失。这些反复开展的野外作业，维持着整个监测项目的运行。[1]
对于中国科研中的人工智能应用，这个案例提示了一种评估办法：先看它让哪些观察成为可行，再顺着观察过程，追溯背后的人员与设备。在这里，分类器位于水下录音设备与专家判读之间，它的贡献依赖于两端的工作。
现有证据表明，这项调查获得了更丰富的记录，覆盖了目视调查容易错过的时段。这些认识能否带来有效保护，仍有待检验。眼下最明确的成果更为具体：一天的目视观察结束之后，研究人员仍有办法继续追问，哪些地方还能听见海豚的声音。
参考来源
- 中国科学院深海科学与工程研究所，鲸豚综合监测策略报道，2022年8月2日；关于渔民访谈、海上调查与设备维护的中文一手资料。
- 中国科学院深海科学与工程研究所，海南西南海域中华白海豚首次记录，2016年3月15日；调查时间线与档案照片。
- Francesco Caruso等，《利用被动声学平台和监督机器学习技术监测近岸小型海豚物种》，Frontiers in Marine Science，2020年4月28日；采样、分类器验证、人工复核与检出结果的适用范围。
- Wanxue Xu等，《中华白海豚（Sousa chinensis）热带栖息地声景的长期、大尺度时空格局》，PLOS ONE，2020年8月12日；沿海声源、时间变化与生态解释的限度。