人工智能船舶和海洋自主系统为收集关键海洋数据提供了一种创新的新途径。
“五月花号”自主船（MAS）利用人工智能和太阳能独立穿越海洋，收集重要数据，以增进我们对影响其健康状况因素的认识。
未来，自主研究船、无人机和潜水器网络可在海上连续工作数月，使人类海洋学家能够将更多时间用于数据解读和行动，而非数据采集。
在1872至1876年的“挑战者号”远征之前，人们对海洋知之甚少。这艘由英国皇家海军炮舰改装而成的船只在为期四年的任务中航行近70,000海里（130,000公里；81,000英里），编目了4,000多个此前未知的物种，为现代海洋科学奠定了基础。
如今，人类活动正在影响海洋健康，污染水体，扰乱气候模式，破坏生态系统，因此对海洋学数据及收集这些数据的船只的需求从未如此迫切。
但是，考虑到载人研究船的成本和局限性，且人员安全与福祉是首要关切，显然需要新的方法来认识和保护世界上最重要的资源之一。
幸运的是，自主技术的日益成熟提供了解决方案。
地球之肺
根据联合国政府间气候变化专门委员会的一份特别报告，我们的海洋比以往任何时候都更加温暖、污染更严重、资源更加枯竭、变化更加难以预测。每年估计有800万公吨的塑料进入海洋，渗入食物链并威胁海洋生物。此外，海洋吸收了人类活动产生的过量二氧化碳（CO2），正变得越来越酸化，影响部分物种的生物发育，并破坏珊瑚礁等重要栖息地。
这对陆地生命也有严重影响。亚马逊雨林的全球重要性毋庸置疑，但海洋及其中栖息的释氧浮游植物，更有理由被称为“地球之肺”提供了我们呼吸的空气中约一半的氧气。
海洋也是一个极为重要的食物来源，超过30亿人将其作为主要蛋白质来源。从食品和运输到贸易和休闲娱乐，海洋经济影响评估显示，海洋和沿海产业的市场价值十分可观，每年约为3万亿美元，相当于全球GDP的5%。
海洋科学的十年
鉴于海洋的重要性及其面临的威胁，联合国宣布2020年代为“促进可持续发展的海洋科学十年”。该倡议汇集多个科学学科，将为更好地理解和管理海洋环境提供框架。
联合国框架的一项关键优先事项是提高数据质量和可获取性，包括通过建立全面的海洋监测系统，推动实现“我们所需的科学，服务于我们期望的海洋”这一承诺。
目前，海洋科学在某种程度上仍较为分散，各区域和各大洋盆地之间缺乏协调。该领域的工作也极具挑战性：由100人组成的船员可在海上工作长达一个月，但由于目的地偏远或恶劣的环境条件，实际只能开展一天的科学工作。加上海洋环境普遍的险恶性和通讯不畅，难怪许多人觉得海洋科学并非适合自己的领域。
近几个月来，新冠疫情使这一状况进一步恶化。各国政府和海洋学机构停飞航班、召回研究船，载人研究项目和数据的可获取性受到严重影响。
这些挑战是促使制定“海洋科学十年”战略的部分因素。联合国呼吁建立新的合作伙伴关系，并认为私营部门可发挥重要作用，尤其是在开发自主技术方面，使其即使在研究人员无法出海时，仍能持续收集和共享数据。
“五月花号”自主船简介
响应联合国的号召，IBM正支持海洋研究机构ProMare为“五月花号”自主船（MAS）提供技术。这艘新船以历史上另一艘著名船只命名，但更加面向未来，它利用人工智能和太阳能独立穿越海洋，收集重要数据，以增进我们对影响其健康状况因素的认识。
这艘新船不仅代表着海洋探索的未来，也标志着我们整体海洋学研究方式的根本转变。ProMare的工程师将IBM的人工智能、自动化和边缘技术融合，打造了一个新的“人工智能船长”，使MAS能够在海上自主导航时识别并规避危险。IBM与ProMare的研究人员还在开创人工智能驱动的新方法，用于样本和海洋数据的现场采集与分析，以更好地理解从水质到鲸歌能够告诉我们海洋哺乳动物种群何种信息等各个方面。
MAS有望在多个方面推动海洋科学的发展。最重要的是，它将实现若干项“海洋科学十年”的优先目标，开创一个成本效益高、灵活的平台，能够成倍增加收集并提供给研究人员的数据量和数据一致性。“海洋科学十年”优先目标，开创一个成本效益高、灵活的平台，能够成倍增加收集并提供给研究人员的数据量和数据一致性。
未来，自主研究船、无人机和潜水器网络可在海上连续工作长达六个月，每天生成数据，超越季节性变化，从而更好地识别长期趋势并做出应对。它们将与人类海洋学家协同工作，使后者能够将更多时间用于数据解读和行动，而非数据采集。
除研究本身之外，MAS还将助力实现另一项重要目标——推动公众参与。归根结底，除非每个人都尽一份力，否则环境清理将无从谈起。这艘船的故事，以及其任务中过去、现在与未来的融合，再加上通过船上任务门户网站在线观看实时视频和数据信息的能力，将有助于提高公众对海洋健康相关问题的认识。
大到不能倒？
自150年前“挑战者号”远征以来，海洋科学取得了巨大进展，但仍存在重大空白。目前仅约20%至30%的海底得到测绘，而且即便如此，分辨率也只有非常低的100米。借用商业领域的一个术语，我们的海洋并非大到不能倒。海洋具有惊人的自我再生能力，但除非我们增进对海洋健康的理解，否则我们可能会引发一连串退化，而这几乎无法逆转。
尽管已经造成损害，但挽救我们的海洋为时未晚。依托联合国“海洋科学十年”倡议的理念，我们首次在历史上拥有了一系列能够彻底改变我们“收集所需数据，服务于我们期望的海洋”能力的技术。所需要的是公共和私营部门的协作与投入、公众参与，以及激发“五月花号”和“挑战者号”著名航行的开拓精神。
