印度若將物聯網科技應用於海洋 可望建樹良多

物聯網(IoT)是進行數位轉型的基礎科技之一。多位專家表示,印度若能將此科技應用於海洋,將可帶來許多建樹,例如追蹤運往全球各地的航運商品、建立智慧電網等。

據Analytics India Magazine報導,物聯網高度仰賴資料,以進行有效運作;若要改變一國的海洋產業,利用物聯網蒐集資料並加以處理分析、獲得正確的見解極為重要。在物聯網的協助下,不僅可改善追蹤船隻、船舶維修、碳排量控制、供應鏈可視性(Supply Chain Visibility)、船員安全與福利等所有實際營運作業,還可將前述種種業務自動化。

美國國防部(Department of Defense)國防先進研究計劃局(DARPA)打算推動新的海基物聯網(OoT)計劃,將物聯網科技應用於海中。該計劃旨在利用市售的小型物連網裝置和感測系統,探知海洋的狀況。

海基物聯網是DARPA正在推動的馬賽克作戰(Mosaic Warfare)計劃的一部分。馬賽克作戰是借重先進情報和資訊網路力量的一種新作戰概念,海基物聯網所布建的感測器可從海中蒐集資料,提供作戰情報。

海基物聯網科技能透過先進分析技術,預測和追蹤浮動感測器的下落。該科技使用低成本的商業硬體,讓政府利用數個感測器接收資料,就能監控龐大區域。高效率的訊號處理技術不僅能幫助這些環保型感測器省下可觀的能源,還可減少塑膠原料的用量。

對於將物聯網科技應用於海洋,印度大幅落後許多國家。以該國蓬勃發展的漁業為例,物聯網科技主要被用於協助漁民蒐集捕魚資訊。印度共有1,400萬人受雇從事漁業,2017~2018年的總漁獲量估計為1,260萬公噸,約佔全球撈捕量的6.3%。

多位專家認為,在物聯網科技的協助下,印度能在海洋領域達成許多成績,例如利用連結浮標的感測器即時監視海水品質,再透過整合封包無線服務(GPRS)網路傳送資訊,追蹤運往全球各地的航運商品。此外,也可透過連網裝置內的植入式微晶片互相傳送資訊,進而建立智慧電網,進行合理的發電和用電規劃。

Source:https://www.digitimes.com.tw/iot/article.asp?cat=158&cat1=20&cat2=&id=0000576800_GHV9PRXRLMMS1I12CUSGW

創新平台/AI監控 水產養殖走向智慧化

台灣沿海地帶常可見到戶外養殖的魚塭,這些戶外養殖不僅撐起許多家庭的生計,更是我國重要的漁貨來源,但傳統戶外水產養殖方式容易受環境及氣候影響,產業風險極大。

工研院自八年前起透過微感測回授控制技術,協助業者朝智慧水產養殖升級,從一開始的石斑魚養殖溶氧量偵測,到現在發展出可運用在多參數養殖池的環控系統、水質微氣候等聯網感控技術,逐步走出台灣智慧化水產養殖的永續之路。

工研院智慧微系統科技中心經理陳志仁表示,傳統戶外水產養殖不易,最大挑戰是常受到環境氣候與池水藻相變化而影響水質,尤其是水中溶氧量可說是掌握魚群的生死關鍵,一旦不足就可能導致魚群死亡,甚至引發整池滅頂的重大經濟損失。

為了以防萬一,坊間養殖業者常見的做法是全天候24小時開啟水車,透過持續打水增加水中溶氧量,此舉卻也導致養殖業者的電費總是居高不下,「有賺錢的話或許牙一咬就付了,不過要是遇到市況不好、賠錢的時候,實在是雪上加霜。」

了解養殖業者的切身之痛,工研院2011年起開發第一代的智慧養殖水質監測系統,希望協助養殖業者進行水中溶氧量即時感測,只要偵測到數值即將低於設定殖,感測器就會即時傳送警示訊號並啟動水車,讓養殖池隨時保持足夠的溶氧量,不僅省電也維護魚群的健康及活動力。

隨著初期技術開發完成,為了找尋願意提供場域驗證的養殖業者,還是費了工研院研發團隊一番工夫。

陳志仁表示,「從事水產養殖的民眾,他們既有的養殖池就是一家子的收入來源,要他們立刻拋棄傳承幾十年的養殖經驗,改為監控系統取代人力巡檢,心裡總是不太踏實。」因此,為了及早讓研發技術進行驗證、確認成效,研發團隊甚至自己買了1,000隻的石斑魚,分成實驗組與對照組,捲起衣袖充當起了「臨時養殖戶」。

陳志仁笑著說,研發團隊的「養魚」經驗雖然很新鮮,但冥冥之中也開啟了業者的好奇心。

原來有一次強颱過境,造成南部的養殖戶許多災害損失,而團隊依照傳統作法養殖的對照組也「全數陣亡」,但想不到採用智慧感測養殖的實驗組卻有著截然不同的命運,八成以上的石斑魚均成功挺過強颱的「壓力測試」,這次的經驗才讓許多養殖業者開始發現智慧養殖的強大優勢。

在取得了養殖業者的信任,研發團隊後續在行政院農委會水產試驗所的協助下,也逐步開發更全面的智慧養殖水質感測模組,現在可偵測包括酸鹼值、鹽度、水溫及ORP(氧化還原電位)等水質檢測標準,並根據數據的分析提供增氧、換水或是投餵飼料多寡的養殖建議,而配合的養殖業者也從石斑魚擴大到虱目魚、白蝦、文蛤及台灣鯛等,為台灣的水產養殖注入嶄新科技力。

看著協助的對象從一個人、到一群養殖戶,到現在常是一整個產銷班,每次開會都踴躍地提供意見,陳志仁也感受到養殖產業對於精準養殖的接受度逐漸提高,特別是近年有愈來愈多的年輕第二代投入,積極扮演傳統與現代養殖技法的橋梁,讓團隊能結合老師傅的經驗傳承,打造更符合產業應用的監控系統技術,未來鎖定外在影響因素更複雜的室外水產養殖監控,團隊將持續以創新科技研發,協助產業走出屬於他們的永續之路。

來源:https://udn.com/news/story/7241/4148993

遠洋監控奏效 海大助我脫離漁業黃牌

全球漁獲資源減少,台灣遠洋漁業2015年因非法捕撈遭歐盟「黃牌」警告,恐面臨嚴重制裁,衝擊每年500億元漁產輸出,國立海洋大學研發「深海9號」資訊系統,歷經4年努力,助漁業署全天候監控1200艘遠洋漁船動態和漁獲量,成功從黃牌名單順利除名。

2015年10月台灣被歐盟列入打擊非法漁撈地區,漁業署祭出多項變革,要求漁貨申報漁船掌握漁業生態與數量,但因申報手續繁瑣,船隻還需標示捕撈經緯度,引來擾民且有效紀錄的疑慮,隨著新世代海洋系統問世,助我國從黃牌除名,更榮獲農科獎肯定。

海大資訊工程學系副教授許為元團隊開發全球最先進的漁業管理資訊系統「深海9號」,整合國內原有漁業相關的數據,包括船舶定位、電子漁獲回報日誌、漁獲管理、衛星圖資地理資訊,並與全球漁業觀測合作,參與國際打擊非法漁業作業。

許為元指出,藉由新世代海洋資訊系統,漁業監控中心可24小時、全天候獲得最即時遠洋漁船捕撈地點,透過總量統計、快速比對各項資訊與交叉查詢,以及智慧型判斷並警示違法事實、同時還具備海上危機預警功能,守護漁民財產安全。

來源:https://www.chinatimes.com/newspapers/20200117000771-260107?chdtv

來源發布日期:2020/1/17

Alphabet最新研發 辨識魚類AI系統

Alphabet旗下專門進行射月計畫的X實驗室繼自駕車、高空網路氣球之後,近日正積極研發一套全新人工智慧(AI)系統,號稱能透過水中攝影機來辨識追蹤海裡每條魚,旨在協助養殖漁業永續發展,減少野生魚類捕撈。

這項代號「潮汐」(Tidal)的研發計畫已進行三年。這段期間研發團隊和歐洲及亞洲多個養殖魚場合作,運用水中攝影機及電腦視覺等AI技術來追蹤鮭魚或鰤魚。

X實驗室主任泰勒(Astro Teller)表示,這項研究的目的是希望降低全球人類對牛肉、豬肉這類陸地生物蛋白質的依賴,同時也希望促進養殖漁業永續發展,來減少傳統漁業對海洋造成的傷害。

泰勒表示:「拜人類所賜,海洋正在崩壞,因此我們必須有所改變。既然短期內人類不可能停止吃魚,我們更應思考如何才能在吃魚的同時盡量維護地球?」

參與潮汐計畫的研究員Grace Young表示:「發展水中AI系統難度非常高,因為海底既黑又冷且海洋是殘酷的。」除了海水鹽分會侵蝕電子裝置,水壓也會隨深度而加壓,水溫也能在短時間內掉幾十度,種種環境因素都提高研發難度。

研發團隊還要建立龐大的魚類資料庫來訓練AI系統,但團隊看好這套系統日後能藉由不同魚類的身形與游動方式來辨識,甚至一路追蹤每條魚的生長過程。

潮汐計畫負責人大衛(Neil Dave)表示:「魚類在水中發出的訊號瞬息萬變,單靠人類肉眼無法觀察到。」他認為這套AI系統收集的數據不僅能幫助養殖業者掌握魚群健康狀況,也能隨時調整飼料、減少廢料,長期下來可望扭轉外界對養殖漁業濫用抗生素的印象。

未來這套AI系統還能應用在海洋生物追蹤,協助研究單位追蹤鯨魚及企鵝這類瀕臨絕種的海洋生物。

來源:https://www.chinatimes.com/newspapers/20200303000275-260203?chdtv

來源發布日期:2020/03/03

麥肯錫報告:後疫情時代下的氣候變遷

2020 年 05 月 06 日

全球知名的顧問公司麥肯錫(McKinsey)於 2020 年 4 月發布的Quarterly Addressing(季度發佈)。提出如何藉由這波肺炎疫情的經驗與教訓,作為未來面對氣候危機的規劃。作為全球大企業的麥肯錫(McKinsey)從這次的疫情中提出三個核心問題,討論疫情與氣候變遷關係,強調氣候行動的作為,仍是未來 10 年的關鍵, 並建議應該如合思考這次的危機與後續的規劃。

麥肯錫從這次的疫情中提出三個核心問題,討論疫情與氣候變遷關係。照片來源:Nik Anderson(CC BY 2.0)

肺炎疫情於全球肆虐下,深刻打破人們各方面原有的想像與規劃, 百廢待舉之際,所有的焦點都集中於如何重振旗鼓,此刻我們卻容易忽略了數月前,全球共同氣候行動所取得的先機與動能,以及「永續性」的議題廣泛浮現在各大公、私部門的議程上。

面對突如其來的疫情衝擊,我們是否有能力讓氣候行動再次回歸正軌?麥肯錫(McKinsey)表示我們沒有本錢不這麼做,不僅因為氣候行動仍是未來十年的關鍵,更在於強化氣候韌性基礎建設的投資與低碳轉型,可同時創造就業並強化經濟與環境的韌性,此外,「零利率」的時代下是低碳投資進場的絕佳時機。

麥肯錫呼籲全球各界領導人思考以下三個核心問題:

  1. 肺炎全球大流行的教訓中,對氣候行動有何可學習之處?
  2. 肺炎全球大流行的啟示中,對氣候行動的洞見是?
  3. 肺炎全球大流行的因應策略上,各利害關係人如何採取立即行動以回應迫切的永續性要求?

McKinsey 首先分析肺炎疫情與氣候危機的相似、相異,以及相關聯之處。

兩者相似處

(1)同為社會、經濟實體面的衝擊(physical shocks),僅得試圖理解並回應肇因,始能解決應對此衝擊。然而,近代人類歷史未曾歷經類此衝擊,故或許從此次疫情所造成的社經衝擊、供應需求震盪等中,對於氣候危機的衝擊能有一些即視感。

(2)皆屬系統性風險(systemic risk),如疫情加劇石油需求減少,進而引爆價格戰,並連帶造成全球股災。此外兩者的發生機率不固定、衝擊影響非線性、具有加乘效果,對於最脆弱群體具有累退性影響(regressive),亦即越脆弱群體反而受到的衝擊卻越大,承受能力與所受衝擊不成正比。最後,皆不應再被視為黑天鵝,因為實際發生危害已不再感到意外。

(3)兩者都需要徹底的轉型,一改過去重視短期績效利益,轉移 目光至確保長期韌性的保證。從目前疫情復甦振興方案中可以證明, 若維持過去思維,將付出極大的代價。

(4)在全球化下疆界越漸模糊,以全球治理的思維共創推力與行動策略顯得越來越重要。兩者皆有待一致、真切的全球共同合作與行動,處理此公共財的悲劇。

從目前疫情復甦振興方案中可以證明,若維持過去思維,將付出極大的代價。照片來源:Trinity Care Foundation(CC BY-NC-ND 2.0)

兩者相異處

(1)全球公衛危機較具立即、直接可辨認的危害;相反的,氣候風險則較為累積性、分散性。過去,處理氣候危機時,也存在如前英格蘭銀行(BoE)總裁 Mark Carney 所稱的「期程的悲劇」(tragedy of the horizon),讓人們不願採取立即行動換取看不見、摸不著的未來利益。

(2)發生肇因與應對措施面向上,二者所處理的時間尺度上也有所不同,公衛危機相對氣候危機而言時間因素來得短許多,因此, 相對的,氣候危機的破壞性將更深刻。

(3)公衛危機屬於傳染風險(contagion risk),即只要知道因果關係即得立即有效的防堵與管制;相反的,氣候風險則為累積性風險(accumulation risk),氣候行動與管制上仍須突破正當性的考驗。

兩者關連性

(1)主流的研究共識指出氣候危機將加乘公衛威脅,例如高溫增加的病蟲媒傳染病、棲息地破壞增加物種間傳染病交叉感染;相對的,透過理性消費、縮短並在地化供應鏈、素食生活等對於二者風險的減緩皆有助益。

(2)藉著圍堵疫情的極端行動(如封城、禁足令),雖使環境於短期間得以回復,如:中國空污的驟降。然而,我們付出了極大的代價。因此,關鍵在於如何發展同時維護經濟、環境的「永續性」典範。

COVID-19 疫情與氣候變遷相似、相異與相關聯比較表。台大風險中心製作

可能發生什麼事情呢?

儘管仍於疫情衝擊初期,但對於氣候行動的影響,氣候行動有助於振興復甦等面向已逐漸明朗。

有助於支持、推進氣候行動的因素,如因居家、視訊數位技術,減少的運輸通勤需求與排放量。再者,也減少產業外包而導致的範疇三排放,甚至也讓氣候風險的經濟成本越明顯並可觀,促使私部門轉型的誘因、增加公眾對於氣候變遷科學的重視,以及提升政府採取預防、國際合作的行動意願。

反觀,低能源價格恐導致高碳排產業的遲滯、經濟衰退壓力恐讓政府與人民忽略氣候行動的優先順位、投資者也恐延緩其低碳的投資決定、國際間的零和博弈等都是阻擾氣候行動可能的因素。

 

下一步?

每個人都至關重要,百廢待舉之際,皆應著手開始整合思考、規劃低碳轉型所需的綠色振興策略,強化所需的環境、經濟韌性,依此:首先,就政府而言,應採取以下四大行動:(1)培養氣候風險模擬與評估經濟衝擊的能力、(2)支應立即的低碳轉型投資、(3) 重新思考加速氣候變遷危害的補貼體制、(4)厚實邁向永續所需的國際合作。

其次,企業則有兩項優先行動,(1)對自身高碳經濟活動進行體檢,具體落實汰除高碳資產的時程;(2)藉由系統性、跨循環的視角審視如何強化產業韌性,包含在地化生產、數位化革新等。

最後,我們每個人都應先提高氣候危機的意識,以深化氣候行動所需的深度與長度,再進一步改變心態並調整行動步伐,減少對於自然資源的耗用,邁向永續未來。

※ 轉載自台大風險社會與政策研究中心

參考資料

防堵海嘯破口 中大團隊規劃建置預警系統監測網

臺灣海峽地震活動活躍,為了超前部署,爭取提早因應的時間,中央大學吳祚任副教授帶領研究團隊分析台灣的海嘯敏感區域,除建置海嘯預警系統監測網,更預佈40處數值潮位計,可全面掌控臺灣沿海的海嘯威脅,達到預警與防災避災功能。(李明朝報導)

根據中央大學學者及科學家長期研究,利用高解析海底地形剖面與臺灣海峽歷史地震分佈資料,研究臺灣海峽內的活動斷層構造,發現臺灣海峽地震活動規模雖然沒有本島頻繁,但仍有大規模地震的記錄。尤其在台灣海峽西側靠近福建與廣東沿海地區。在這區域的歷史災害型地震以1604年規模接近8的泉州地震海嘯最大,顯示臺灣海峽並不平靜。

或許很多人以為臺灣沒有出現過海嘯,中大吳祚任老師表示,台灣曾有大規模海嘯的歷史案例,例如1867基隆大海嘯,根據目前研究顯示,極有可能由海底山崩所引發。可怕的是,那場海嘯甚至打到獅球嶺隧道口,威力極為強大。另一個案例是1781年發生於現今高雄屏東一帶的高屏海嘯。

為了超前部署防堵海嘯災防破口,吳祚任正在分析台灣的山崩海嘯敏感區域,為將來山崩型海嘯預警鋪路。在地震型海嘯預警方面,除了建設臺灣自身的海嘯預警系統,也透過中央氣象局結合美國NOAA PMEL海嘯預警系統,同時針對台灣佈設高達40個數值潮位計,全面提升台灣海嘯預警能力。透過這些守門神的預警系統,確保臺灣可及早因應海嘯,發揮防災、減災的功能。

吳祚任表示,海嘯是一種跨越國際籓籬的自然災害,必須結合國際力量共同面對,一起防範可能引發的重大災害。

來源:中廣新聞網

微軟獲新專利:對海洋友善的人造魚礁數據中心

鉅亨網編譯陳佾煒  

美國專利商標局於近期授權了微軟一項專利,標題為「人造魚礁數據中心」,涉及與海洋環保相關的建築體。

此發明涵蓋的設備包括,能在水體中運作並連接網路的數據中心,容納數據中心的壓力容器,以及能整合進壓力容器,並維持周圍生態系統的數項組件。

微軟此次的發明主要與環境問題相關。而蘋果也是致力於解決環境問題的企業之一。目前,蘋果便會在 iPhone 和 MacBooks 等產品中使用回收材料,使用機器人拆卸 iPhone 上的廢金屬,建立太陽能發電場,並致力將成為第一間使用無碳技術的公司。

專利示意圖 (圖片: patentlyapple.com)
專利示意圖 (圖片: patentlyapple.com)

該專利指出,現行的人造魚礁通常是由對環境極不友善的人造物製成,例如石油鑽孔機或報廢車輛。這些人造魚礁可能會造成海岸侵蝕、海洋生物減少、暗礁損毀且會對周遭生物的生態系造成嚴重影響,進而破壞生態的平衡。

因此,微軟便期望透過此次的專利改善上述問題。除了商業用途外,該人造礁石數據中心將配置有效提升海洋生物居住品質並促進生態系統的結構組件,並發揮環境保育的功能。

微軟此次被授予的專利編號為 10524395,於 2019 年 5 月提交。而該專利目前僅獲得美國專利局授權通過,未來蘋果是否確切運用、或何時運用至旗下設施中,目前仍無從得知。

來源:https://news.cnyes.com/news/id/4433579?exp=a

海底甜甜圈?以色列用 3D 列印製作人造珊瑚礁,力圖拯救海洋

科技橘報   蔣 永愛
圖片來源:Youtube 截圖

隨著地球升溫,珊瑚礁白化已成為一個令人頭痛的問題,萬一無法減緩現況,珊瑚礁蘊藏的豐富海洋生態也將會一併消失,進而造成環境衝擊。因此,以色列的科學家決定用 3D 列印科技來拯救珊瑚。

3D 列印搭配程式計算,製造出豐富樣式的「房子」

在以色列的伊拉特(Eilat)城市沿岸海底,以色列理工學院的 Design-Tech Lab 嘗試放置宛如甜甜圈串的人造「珊瑚礁」,以吸引魚群進駐並維持生態多樣性。

團隊領導人 Ezri Tarazi 表示,雖然這些實驗品不像真正的珊瑚礁,但它們仍然能夠塑造出足夠的空間和複雜性,尤其是透過電腦程式所計算的差異,可以讓列印出來的各種成品得以擁有相異的豐富構造,藉此吸引不同魚群。

圖片來源:Youtube 截圖

這些人造珊瑚礁的材料為利用當地黏土製成的低成本陶瓷,能夠快速的組裝並種植真正的珊瑚礁上去,理論上可以為失去自我修復能力的珊瑚區域提供一定的輔助和支撐。

圖片來源:Youtube 截圖

並非完美解方,最終仍需面對全球暖化

然而,此項實驗終究算不上是最佳解方,若是生長其上的活珊瑚礁數量不足,就沒辦法成長以應付逐漸升高的海平面,此外,大面積的執行將會產生可觀的花費。其他類似的方法,諸如人工繁殖珊瑚,也面臨相同的問題,甚至被批評會排擠到維護海洋環境的預算。

最終,人們還是要解決最根本的問題─全球暖化,否則就算研究出再多的方法,仍然還是治標不治本。

來源:https://buzzorange.com/techorange/2019/08/26/3d-print-israel-coral-reef/