文／鍾慧元
2022年底，美國人工智慧實驗室推出的AI聊天機器人ChatGPT引起了熱烈的討論，有許多人忙著跟AI聊天，看看「它」能說出多有智慧、多有內容的話，也有人開始慨歎，不知道又有多少工作會被取代、以後老師都沒辦法判斷學生的報告到底是自己寫的還是AI寫的等等。
其實AI的應用早就不是新聞了，科學家在各種可以機械化的系統中都曾經嘗試引入AI，以人工智慧演算法取代人為判斷，不管是工廠、農業，就連養殖漁業都可以。如果問ChatGPT，AI在養殖漁業方面可以有什麼運用，它的回答如下（原文附在文末，我翻譯成中文）：
人工智慧可以用於養殖漁業，改善這項產業的多種方面。以下是養殖漁業可以運用AI的一些地方：
- 監測、控制水質：AI演算法可以監測並分析水質參數，如溫度、pH值和即時的溶氧量，並隨時調整，以優化魚的成長與健康狀況。
- 餵食管理：AI演算法可以分析魚類行為、生長速率及飼料轉化率（feed conversion ratios）的資料，以優化餵食排程並減少廢棄物。
- 疾病偵測與預防：AI演算法可以分析魚隻的影像，並偵測疾病跡象，讓業者可以迅速辨識並治療疾病爆發，避免疾病擴散、降低死亡率。
- 收穫最佳化：AI演算法可以分析魚隻大小、重量與生長比率的資料，讓撈捕時程最佳化，也讓產量增加。
- 總的來說，AI可以在跟數據有關的決策方面協助業主，改善效率、降低成本並改善所飼養魚隻的健康與福祉。
ChatGPT的原理，是從包括網路上擷取大量的資料學習，再編寫成文章，那麼既然ChatGPT說得出來，就可能表示真的有人在做這方面的研究，對吧？
真正的人工智慧養魚計畫
時間倒回2016年7月，在挪威、加拿大與智利經營鮭魚養殖的Cermaq公司發布了新聞稿，他們和專門研究漁業感測與分級技術的挪威公司BioSort AS開發的iFarm智慧養魚系統要進入測試階段了。
這個系統號稱可以辨識出每一條鮭魚、建立個別資料與紀錄，並偵測每一條鮭魚的健康狀況，再據此處置，像是給藥、隔離，或是決定魚已經長得夠大、可以撈起來賣了。
- 2016年7月iFarm新聞稿：Cermaq走向「個體基礎」的養殖 Cermaq towards individual-based farming
傳統箱網養殖的困擾
為了撈捕、餵食、處置疾病方便，傳統的鮭魚養殖箱網多半是設置在海岸附近的海面上。但這樣養鮭魚會有感染海蝨（sea lice，lice是「蝨子」這個字的複數型，單數型為louse）的問題。海蝨是寄生在魚類體表的橈足類寄生蟲，不同的海蝨種類多半有特定的宿主，成蟲會利用吸盤附著在宿主的體表，像牛羊「啃草」那樣蠶食宿主魚的黏液、表皮組織和血液，有可能造成魚隻死亡，尤其是稚魚。
會寄生在鮭魚身上的海蝨有兩種，Caligus elongates 及 Lepeophtheirus salmonis，前者會寄生在多種海洋魚類身上，但後者只喜歡鮭魚和相關物種。這種生物在成年鮭魚身上很常見，也有人稱之為「鮭魚蝨」（salmon louse），在鮭魚洄游到淡水河流產卵時才會脫落。這倒是能確保從淡水河流游向大海的幼鮭身上不會有海蝨。
早期，當水產養殖業者開始在加拿大英屬哥倫比亞進行鮭魚商業養殖時，阿拉斯加的科學家們原本擔心，箱網養殖的大西洋鮭魚若是逃逸，會跟當地原生的阿拉斯加野生鮭魚族群競爭。沒想到後來問題更大的是海蝨的擴散。因為箱網養殖的鮭魚密度高，讓海蝨數量大增，全球暖化似乎也有助海蝨擴散，因為海蝨從宿主身上脫落之後還可以存活三周，讓牠們有機會寄生到箱網附近的野生鮭魚身上。
- 阿拉斯加漁獵部：什麼是海蝨？What Are Sea Lice?
小小海蝨如何撼動鮭魚產業？
讓我們看看Cermaq在2016年推出iFarm時鮭魚養殖界所面臨的狀況。根據《時代雜誌》報導，那斯達克的鮭魚指數（Salmon Index）在2016年最末一季上漲了15%，而2016年挪威的鮭魚價格，也比前一年暴漲了40%。罪魁禍首就是海蝨。
海蝨不是什麼罕見的生物，大型鮭魚養殖場的出現，讓海蝨更有機會擴散繁衍。雖然可以用藥物除蟲，但有些海蝨似乎已經出現抗藥性，用藥也有汙染環境的風險。鮭魚養殖業者因為海蝨而損失了數百萬美元，因此有人開始研發能阻止海蝨繁衍的養殖方式。有些人想把鮭魚養在更大的箱網中，避免魚隻過於擁擠，也有些人想把箱網整個往海底下挪，遠離海面、也遠離海蝨平常出沒的深度區間，減少鮭魚被寄生的風險。
將箱網整個安置在水下還有其他好處，不但能避免海面的風浪破壞、減少災損與魚兒逃逸的風險，同時也不會造成難看的海面「嫌惡設施」（NIMBY）[1]，較不容易引起當地居民反彈，還能避免需要清理的水母或藻類大量繁殖。
但這種作法有一個很大的問題，因為鮭魚無法長時間遠離海面，必須不時為自己的魚鰾（swim bladder, gas bladder, fish maw, air bladder）[2] 補充空氣、以維持在水中的浮力，所以需要常常浮上水面。如果無法補充氣體，魚鰾在三周內就會消氣，鮭魚也會出現頭上尾下游泳的現象，並且食欲不振，健康每下愈況。長期處於水深10公尺以下的鮭魚，生長速度會減緩，身體也會逐漸出現損傷。就算深水養殖能避開海蝨，也必須定期讓鮭魚浮上水面，才能保持鮭魚的活力與健康。
- 魚鰾狀態怎麼影響鮭魚？專業研究：箱網養殖鮭魚的福祉、行為和可行性
化困境為轉機：乾脆利用鮭魚「補氣」習性來養殖！
我常覺得科學家的腦袋構造跟一般人不一樣，想必BioSort的研發人員也是如此，相較於定期把整個箱網往上移到水面、讓鮭魚「補氣」的直觀想法，他們提出的解決辦法是這樣的：
iFarm養殖箱網位於海中10公尺深處，通往水面的路線則設計成類似葫蘆型，想要上浮補氣的鮭魚必須游過一處狹窄的「瓶頸」，也就是一個安裝了偵測器的箱子，鮭魚經過時，各種攝影機、感測器即可按照魚體特徵辨識出每一隻鮭魚，同時順便偵測牠們的大小，身體上各種不正常的現象如鱗片脫落、受傷、潰瘍及海蝨寄生等等，需要治療或處理的鮭魚也能用機器分開。如果有魚溜出了箱網，系統也會發出警訊。iFarm的概念，是希望能用AI和機器學習辨識出箱網中的每一條魚，並建立每一條魚的健康紀錄。如果成功的話，不但能養出更健康的魚、也能顧及所養鮭魚的福祉，將會是鮭魚養殖產業的一大躍進。
不過，理想很豐滿，現實很骨感，科學與設備的研究畢竟無法直接從構想變成現實，經過五年的實驗設計與打造設備，2020年秋天，Cermaq公司終於把第一批鮭魚放進位於挪威馬爾內思維卡海（Martnesvika Sea）的iFarm智慧箱網中，並在2022年2月10日，收成了這一批「電腦揀的魚」，而且還賣到了世界各地。
根據Cermaq發布的新聞稿，在第一階段的實驗中，飼養在水深10公尺處箱網裡的鮭魚，除海蝨的需求比養在水面箱網的鮭魚減少了50%，但其實第一階段的主要任務是調整養殖箱網中的設備以適應鮭魚的行為，並要確保箱網中的鮭魚都健康、且受到良好照顧。
- 第一階段收穫成果新聞稿：Cermaq收穫第一批iFarm鮭魚
不過該公司也指出，iFarm計畫是發展型計畫，雖然高度創新、但也面對了許多不確定因素。像這樣的概念無法使用普通的水下餵食設備，而漁獲的成果顯示需要更進一步的開發水下餵食系統，以達到Cermaq平常的餵食效率。
相當於第一階實驗期中的2021年11月，iFarm的第二階實驗便開始進行，他們在iFarm系統中安裝了六個各有不同設計的感應器箱子，以測試鮭魚喜歡哪一種設計。這樣才能繼續往第三階段發展。
iFarm的計畫經理卡爾．菲德烈克．奧騰（Karl Fredrik Ottem）在新聞稿中表示，因為這個系統必須仰賴鮭魚游過感應器箱子、才能蒐集到個別鮭魚的資訊，所以他們要找出鮭魚的喜好，「創新工作很重要的一點，就是要找出哪些東西有用、哪些不行。」奧騰說。而且因為箱網裡面有太多設備，又是全部都浸沒在水中，所以他們也必須找出清潔相機和維護設備的好方法。
- 第二階段啟動時新聞：加強Cremaq iFarm的養殖技術
時間來到2022年底，Cermaq公司發布了新的一條新聞：他們在挪威諾德蘭（Nordland）的赫拉維卡海（Hellavika sea）兩處配備了AI的iFarm箱網中放進了第三批鮭魚，並延請2020年的負責團隊繼續進行這次的試驗，據說團隊也非常興奮可以再度進行iFarm實驗。他們認為，這個階段會讓機器學習在改善飼養鮭魚的健康方面有更多進步。
在箱網中就可能為鮭魚分級
BioSort的經營主任吉爾．史坦．豪格（Geir Stang Hauge）說，這次在赫拉維卡海的實驗，會著重如何配置感測器以取得品質夠好的影像，還要追蹤關鍵參數的標註，像是箱網中的鮭魚身分、海蝨、生長狀態與健康狀態的辨識，並且要更進一步發展分級鮭魚的流程與設備。
箱網的第一代分級設備是利用魚游過感測箱的時候運作，他們現在測試的是第二代分級設備，希望能引導鮭魚經過一條管子游進另一處箱網。他們的目標是要證明，AI和機器學習能根據特定的分級標準取出特定的魚。
豪格表示，他們預計最後要讓這個分級系統能夠全自動運作，由iFarm的感測器系統依據有沒有海蝨或皮膚潰瘍等特定條件來自行決定。這將是複雜而大規模的發展過程，會需要研究人員建立精準的機器視野、迅速的資料處理，並發展出有機械分級的自動控制系統。他說，這是非常複雜的工作、之前也沒有人作過，所以會非常困難，但同時也非常令人興奮與期待。
補充及延伸閱讀：
Cermaq是全世界最大的鮭魚養殖公司，致力於推動更友善環境的養殖方式。該公司在挪威、加拿大和智利飼養鮭魚，年產量約18萬噸。Cermaq原本是挪威國家農糧管理局（Statens Landbruksforvaltning, SLF）前身國家糧務局（Statens Kornforretning）的商業部門，於1995年改為民營化獨立運作，並在2000年代切割出穀物批發業務，專注於水產和魚鮮食品。2014年受三菱商事併購，成為三菱集團子公司。
養殖漁業如何應用AI？ChatGPT的回應原文：
Artificial Intelligence (AI) can be used in fish farming to improve various aspects of the industry. Here are some ways AI can be applied in fish farming:
- Monitoring and control of water quality: AI algorithms can monitor and analyze water quality parameters such as temperature, pH, and dissolved oxygen in real-time, and make adjustments to optimize conditions for fish growth and health.
- Feed management: AI algorithms can analyze data on fish behavior, growth rates, and feed conversion ratios to optimize feeding schedules and reduce waste.
- Disease detection and prevention: AI algorithms can analyze images of fish to detect signs of disease, allowing farmers to quickly identify and treat outbreaks, preventing spread and reducing mortality.
- Harvest optimization: AI algorithms can analyze data on fish size, weight, and growth rate to optimize harvest schedules and improve yields.
Overall, AI can help fish farmers make data-driven decisions that improve efficiency, reduce costs, and improve the health and welfare of their fish.
後來，我又問了ChatGPT第二次，AI在養殖漁業方面可以有什麼運用？這方面他的回答相當穩定，只多了一條：
[1] 嫌惡設施NIMBY這個詞是not in my back yard的縮寫，意思是「不要在我家後院」，指的是會引起居民反感的設施或土地利用，像是焚化廠、發電廠之類不討喜但實屬民生必需的設備，也有人翻譯成「鄰避現象」或「鄰避效應」。那有沒有用語專門指受居民歡迎的設施呢？也有，那就是YIMBY, Yes in my back yard，「歡迎來我家後院」，音譯為「迎闢設施」或是「迎毗設施」，像是公園、綠地等等能夠提高生活品質、甚至讓房地產價格提高的設施。
[2] 中國人喜歡吃的「花膠」，英文就叫Fish maw，是「鮑參翅肚」等珍貴乾燥海味中的「肚」，雖然叫作魚肚，但其實就是大型魚的魚鰾，經過複雜乾燥程序製成。因為富含膠原蛋白與微量元素，所以被認為是美容養顏的聖品，常常用於燉湯，可以讓增進口感和黏稠度。不過我個人是覺得，吃白木耳就好。
