【科技】NASA呼吁游戏玩家和公民科学家帮助绘制世界珊瑚地图

NASA(美国国家航空航天局)邀请游戏玩家和公民科学家进行虚拟海洋研究探险，帮助绘制世界各地的珊瑚礁地图，以更好地了解这些受到威胁的生态系统。

在过去的几年里，位于加州硅谷的美国国家航空航天局艾姆斯研究中心的研究人员开发出了新的仪器，可以比以往任何时候都更详细地观察海洋表面以下的情况。这些“流体透镜”相机使用了原本用于观察恒星的技术，利用复杂的计算来消除珊瑚礁上方海水造成的光学扭曲。

美国宇航局已经在波多黎各、关岛、美属萨摩亚和其他地方部署了这些安装在无人机或飞机上的仪器，以收集海底的3D图像，包括珊瑚、藻类和海草。然而，仅仅这些数据并不能说明海浪下面的珊瑚发生了什么，这就是为什么NASA需要你的帮助。

这款名为NeMO-Net的电子游戏让玩家在乘坐自己的科考船鹦鹉螺号(Nautilus)穿越海洋时，利用这些3D图像来识别和分类珊瑚。埃姆斯的首席研究员Chirayath开发了游戏背后的神经网络，也被称为NeMO-Net，或神经多模态观察和训练网络，它将使用玩家的输入来建立一个全球珊瑚地图。

Chirayath说:“NeMO-Net利用了这个星球上最强大的力量:不是一台花哨的相机或超级计算机，而是人。”“任何人，甚至是一年级的学生，都可以玩这个游戏，通过整理这些数据，帮助我们绘制出我们所知道的最美丽的生命形式之一。”

在每一次“潜水”中，玩家都能与NASA的真实数据互动，了解海底的不同种类的珊瑚，同时突出它们在图像中出现的位置。在虚拟科考船上，玩家可以追踪自己的进展，获得徽章，阅读游戏的现场指南，还可以观看有关海底生活的教育视频。

在玩游戏的过程中，玩家的动作有助于训练位于艾姆斯的美国宇航局的Pleiades超级计算机从海底的任何图像中识别珊瑚。超级计算机通过“学习”玩家手工的珊瑚分类，使用机器学习技术来提高自己分类水平。

玩NeMO-NET的人越多，超级计算机的绘图能力就越强。一旦它能够从游戏中包含的低分辨率数据中准确地对珊瑚进行分类，这台超级计算机就将能够从以前所未有的分辨率绘制出世界上的珊瑚。有了这张地图，科学家们将更好地了解珊瑚正在发生什么，并找到保护它们的方法。

位于地球亚热带和热带海岸附近的浅水区的珊瑚礁是地球上最复杂和最多样化的生态系统之一。科学家们估计，这些充满生命的珊瑚礁为许多物种提供了家园，就像热带雨林一样。珊瑚面临着海洋温度上升、污染和海洋酸化的风险。科学家们正在寻找更多的数据来了解珊瑚对这些力量的反应方式。

珊瑚礁也在抗击疾病方面发挥了作用。海洋系统——尤其是珊瑚礁——通常被认为是21世纪的“药箱”。海绵、软体动物和其他以珊瑚礁为家的生物为治疗艾滋病等病毒和癌症等疾病的药物做出了贡献。

关于

NEMO-NET是什么?

NeMO-Net是一款单人iPhone/iPad游戏，玩家可以通过绘制珊瑚的3D和2D图像来帮助NASA对珊瑚进行分类。玩家可以评估其他玩家的分类，分级，因为他们探索和分类珊瑚礁和其他浅海环境和生物来自世界各地的位置!

它目前有iOS和iPadOS 版本（macOS和Android版本即将推出），点击原文链接跳转App页面。

科学

启用新技术

来自NeMO-Net游戏的数据被提供给NASA NeMO-Net，这是第一个用于全球珊瑚礁评估的神经多模态观测和训练网络。NeMO-Net是一个开源的深度卷积神经网络(opensource deep convolutional neural network，CNN)，它利用美国宇航局的超级计算机昂宿星(Pleiades)，利用游戏数据来分类和评估世界各地珊瑚礁的健康状况。

NeMO-Net利用美国国家航空航天局(NASA)的FluidCam仪器通过流体透镜拍摄的毫米尺度的珊瑚礁远程遥感三维图像，利用主动学习和数据融合技术。FluidCam仪器是目前分辨率最高的能够消除海浪畸变的遥感底栖成像技术。这些数据用于训练来自NASA地球观测系统的低分辨率数据，包括高光谱航空遥感数据和卫星数据，以前所未有的空间和时间尺度确定全球珊瑚礁生态系统的组成。

所面临的挑战

海洋环境变化

海洋生态系统，特别是珊瑚礁，由于海洋波的折射变形、光学衰减和遥远性，在数量上仍然被低分辨率遥感所歪曲。使用NASA FluidCam mm-scale 3D数据对珊瑚礁进行机器学习分类表明，目前的卫星和航空遥感技术不能很好地描述珊瑚礁的生活覆盖百分比、形态类型以及在毫米、厘米和米级别上的物种分类。事实上,当前全球珊瑚礁分类和形态学分类的评估是基于公里尺度的卫星数据且遭受细分误差大于40%，大大妨碍我们理解在海洋生物多样性模式和过程，这些生态系统正在经历前所未有的人为压力,海洋酸化,海洋表面温度上升。

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