挪威作为全球最大的大西洋鲑养殖国和主要海产品出口国，其水产养殖技术一直处于世界领先地位。与此同时，美国作为这些产品最大的进口国，却面临着近岸水产养殖已相当成熟而开放海洋养殖仍处于初级阶段的挑战。在这一背景下，麻省理工学院(MIT)Sea Grant与MIT-Scandinavia MISTI(国际科学与技术倡议)合作推出了AquaCulture Shock项目，为人工智能与自动化在水产养殖领域的国际实习机会，旨在推动这一新兴技术的发展与应用。
挪威水产养殖的独特优势
"挪威拥有独特的地理环境，遍布着众多峡湾，"SINTEF Ocean水产养殖机器人与自动化研究组研究经理Sveinung Ohrem解释道。"这些受保护的水域非常适合进行海洋水产养殖。"据估计，挪威海岸线上约有千家鱼类养殖场，这些养殖场配备了各种先进工具：用于收集和可视化数据的决策系统、用于检查和清洁的机器人、测量氧气、温度和水流的传感器、通过声学信号追踪鱼类位置的回声探测器，以及帮助估算生物量并精细调整喂养的摄像头。
"喂养是一个巨大的挑战，"Ohrem指出。"饲料是最大的成本支出，因此优化喂养可以显著降低成本。"这一观点凸显了水产养殖行业对技术创新的迫切需求，也为AI技术的应用提供了广阔空间。
MIT学生的挪威实习经历
Beckett Devoe：AI喂养优化
人工智能与决策专业的大四学生Beckett Devoe专注于利用AI进行鱼类喂养优化的项目。"我尝试研究农场的不同特征——比如鱼的大小或水温——并利用这些信息为农民提供最佳的喂养量，以获得最佳成果，同时节省饲料成本，"他解释道。"在真实项目中学习和提高机器学习技术是一次很好的经历。"
Devoe的工作代表了AI在水产养殖中的实际应用，通过分析多种环境因素，帮助养殖者做出更科学的喂养决策，不仅提高了效率，还降低了成本，体现了技术创新对传统行业的改造潜力。
Tony Tang：水下机器人系统
机械工程专业大三学生Tony Tang则在同一实验室中，致力于开发水下车辆-机械臂系统模拟，用于在养殖场导航并修复笼式网箱的损坏。Ohrem指出，目前挪威已有数千台水产养殖机器人在运行。"规模非常巨大，"他说："你不能让8000人控制8000台机器人——这在经济和实际操作上都不可行。因此，所有这些机器人的自主性水平需要提高。"
Tang的项目直接回应了这一行业需求，通过开发更先进的自动化系统，减少对人工操作的依赖，提高水产养殖的效率和可持续性。他的工作不仅展示了机械工程在海洋应用中的创新，也为解决水产养殖中的实际问题提供了技术方案。
跨学科合作的重要性
"水产养殖是一个极其复杂的领域，"现任挪威科技大学(NTNU)教授的Kelasidi表示，"因为一切都在运动中。"她强调水产养殖是一个深度跨学科的领域，需要同时具备生物学和技术背景的学生。"我们不能为没有生物成分的行业开发技术，然后将其应用于有活鱼或其他生物体的环境中。"
Ohrem也确认，维持鱼类福利是研究人员和公司运营水产养殖的主要驱动力，尤其是随着行业的持续增长。"那么，关键问题是，你如何确保这一点？"他问道。
SINTEF Ocean拥有四个鱼类养殖研究许可证，通过与全球第二大鲑鱼养殖商SalMar合作运营。学生们有机会参观工业规模的养殖场Singsholmen，该农场有10个大型圆形网箱，直径约50米，深入水下，每个可容纳多达20万条鲑鱼。"我亲手触摸了网箱，看到了机械臂如何修复网箱，"Tang分享道。
Kelasidi强调，在获得的信息无法从办公室或实验室中学到。"这让你意识到挑战的规模或设施的规模，"她说。她还强调了国际和机构合作在推进这一研究领域和开发更具韧性机器人系统方面的重要性。"我们需要尝试针对这个问题，让我们一起解决它。"
MIT与挪威的合作历程
MIT与SINTEF Ocean的合作始于2023年，当时MIT Sea Grant接待了来自ACE-Robotic Lab的访问研究科学家Eleni Kelasidi。Kelasidi与MIT Sea Grant主任Michael Triantafyllou和机械工程教授Themistoklis Sapsis合作，开发水产养殖的控制器、模型和水下车辆，同时研究鱼与机器的互动。
"我们与挪威科技大学(NTNU)和SINTEF有着长期而富有成效的合作，通过Dr. Kelasidi的水产养殖项目等重要努力继续深化，"Triantafyllou表示。"挪威处于离岸水产养殖的前沿，MIT Sea Grant正在投资这一领域，我们期待合作带来丰硕成果。"
未来发展方向
随着全球对海产品需求的不断增长，水产养殖行业面临着提高产量、降低成本和减少环境影响的多重挑战。AI和自动化技术的应用为解决这些挑战提供了新思路。通过优化喂养策略、减少人工干预、提高监测效率，这些技术不仅可以帮助养殖者降低成本，还可以提高鱼类福利，减少资源浪费，从而实现更可持续的水产养殖模式。
MIT Sea Grant和MIT-Scandinavia MISTI目前正在招募新一届的四名MIT学生，于今年夏天在挪威推进离岸养殖技术的研究所实习，包括特隆赫姆的NTNU Field Robotics Lab。对自主性、深度学习、模拟建模、水下机器人系统和其他水产养殖相关领域感兴趣的学生，可以联系MIT Sea Grant的Lily Keyes。
水产养殖技术的全球意义
水产养殖技术的创新不仅对挪威和美国具有重要意义，对全球粮食安全也具有深远影响。根据联合国粮食及农业组织的数据，水产养殖是满足全球日益增长的蛋白质需求的关键途径。随着野生渔业资源的逐渐减少，可持续的水产养殖方法变得越来越重要。
AI和自动化技术的应用可以帮助实现更高效、更环保的水产养殖系统，减少对环境的影响，同时提高产量和质量。这些技术的推广和普及，将为全球水产养殖行业带来革命性的变化，为解决粮食安全问题提供新的解决方案。
结语
MIT Sea Grant与MIT-Scandinavia MISTI合作的AquaCulture Shock项目，不仅为学生提供了宝贵的国际实习机会，也为水产养殖技术的创新和发展注入了新动力。通过AI和自动化技术的应用，水产养殖行业正迎来一场深刻的变革，这场变革将提高效率、降低成本、减少环境影响，为全球粮食安全和可持续发展做出重要贡献。随着技术的不断进步和合作的深入，我们有理由相信，水产养殖行业的未来将更加光明。
