ИИ позаботится о Каспийском море
Каспийское море – уникальный водоем, хранящий около 90% мировых запасов осетровых. Но сегодня его экосистема, как и рыбные запасы, страдают по ряду причин: от браконьерства до климатических изменений. Спасти природное достояние ученые предполагают с помощью цифрового двойника рыбохозяйственных объектов Каспийского моря.
Инициативу представили на круглом столе «Каспий без границ: наука, экология и цифровые технологии в интересах рыбохозяйственного комплекса» в рамках Международного рыбопромышленного форума. Идея предполагает создание компьютерной модели, которая объединит данные о популяциях осетровых, кильки и других видов рыб, об экологической обстановке и промысловой активности. Виртуальная копия на основе искусственного интеллекта будет прогнозировать состояние ресурсов.
Море в компьютере
За 30 лет площадь Каспийского моря уменьшилась почти на 24 тысячи квадратных километров, а уровень воды упал на два метра. Обмеление ухудшает условия естественного воспроизводства рыбы. В зоне особого риска – сельдь-черноспинка, вобла. Так, если в 1990 году улов воблы составил почти 18 тысяч тонн, то в 2024 году всего 0,3 тысячи тонн. Ученые прогнозируют и возможное снижение запасов обыкновенной кильки – наиболее массового вида рыб в Каспийском море. Также станет меньше судака, щуки, сома из-за потери их кормовой базы. Проблему усугубляет еще и бесконтрольный вылов рыбы. Из-за этого некоторые виды рыб могут исчезнуть.
В прошлом году был анонсирован проект по созданию цифрового двойника Каспия, который завершат уже к концу этого года. По виртуальной модели специалисты смогут видеть то, что происходит с морем на данный момент, а также прогнозировать к чему приведут те или иные изменения, связанные с природными явлениями или деятельностью человека. Копия поможет не только оперативно реагировать на экологические угрозы, такие как разливы нефти или цветение водорослей, но и выведет на новый уровень рыболовство, судоходство и природоохранную деятельность.
Отслеживать обмеления, изменения температуры и цветение воды ученые будут по спутниковым снимкам. Их дополнят данными полевых экспедиций и лабораторных анализов. Уже сейчас для подсчета каспийского тюленя и контроля за незаконным промыслом используют БПЛА, а видеозаписи с них расшифровывают с помощью ИИ.
Важно то, что алгоритмы машинного обучения выявляют закономерности и строят прогнозные математические модели. Это позволяет не просто вести мониторинг, а «проигрывать» сценарии. Например, как повлияет изменение промысла на популяцию осетровых через несколько лет, или как скажется на уровне воды строительство нового объекта.
От Волги до Байкала
Водные объекты России постепенно «перетекают» в цифровое пространство. В 2023 году была разработана концепция цифрового двойника для Волги, а в 2024-2025 годах стартовали проекты для защиты Байкала. Ученые из 16 российских институтов работают над масштабной моделью, которая позволит прогнозировать изменения экосистемы и тестировать меры по ее защите, например, уберегая от селей. «Клонировать» решили и Селенгу. Бассейн этой реки обеспечивает почти половину всего притока воды в Байкал, поэтому любые изменения в его русле влияют на состояние озера. Собранные материалы лягут в основу моделей для прогнозирования изменения стока вплоть до 2040 года.
Есть на «цифровой карте» и Амур с притоками. Двойник визуализирует и просчитывает сценарии разлива в зависимости от множества факторов: осадков, таяния льдов, состояния грунта. Модель помогает не только вовремя начать защитные мероприятия, но и усиливает контроль за водоохранными зонами, отслеживая незаконную деятельность, оценивая опасность экологической деградации.
Экосистема рек, озер, морей меняется. И промысел тоже приходится подстраивать под новые условия. Например, благодаря современным орудиям лова, таким как разноглубинные тралы, вылов кильки в прошлом году увеличился на 755 тонн – до 26,2 тысячи тонн. Кстати где и какую рыбу ловить, наиболее перспективные районы для промысла подскажет цифровой сервис «Лоция». Его разработал Центр системы мониторинга рыболовства и связи. Модель, обученная на исторических данных о выловах, сопоставляет текущую ситуацию с успешными промысловыми ситуациями прошлых лет и определяет зоны первоочередного поиска.
Один двойник на пять стран
Многолетнюю базу для наблюдений за морями России, включая оперативные карты температуры поверхности океана и ледовой обстановки, предоставляет Росгидромет. В 2023-2024 годах Минэкономразвития развернуло 254 тестовых полигона в рамках формирования национальной системы климатического мониторинга. К 2030 году их будет 1317. Для управления водными объектами в России создаются единые платформы, включающие спутниковый мониторинг, данные с датчиков и алгоритмов ИИ.
В Каспийском море промысел ведут пять государств и цифровой двойник особенно важен, потому что позволяет согласовывать решения на основе общей модели, а не разрозненных национальных данных. Он поможет быстрее выявлять источники загрязнения и аномалии температуры, а значит, и сохранить промысловые виды и стабильную работу рыбной отрасли.
