This article elaborates on how machine learning (ML) can leverage the solution of a contemporary problem related to the security of maritime domains. The worldwide ``Illegal, Unreported, and Unregulated'' (IUU) fishing incidents have led to serious environmental and economic consequences which involve drastic changes in our ecosystems in addition to financial losses caused by the depletion of natural resources. The Fisheries and Aquatic Department (FAD) of the United Nation's Food and Agriculture Organization (FAO) issued a report which indicated that the annual losses due to IUU fishing reached $25 Billion. This imposes negative impacts on the future-biodiversity of the marine ecosystem and domestic Gross National Product (GNP). Hence, robust interception mechanisms are increasingly needed for detecting and pursuing the unrelenting illegal fishing incidents in maritime territories. This article addresses the problem of coordinating the motion of a fleet of marine vessels (pursuers) to catch an IUU vessel while still in local waters. The problem is formulated as a pursuer-evader problem that is tackled within an ML framework. One or more pursuers, such as law enforcement vessels, intercept an evader (i.e., the illegal fishing ship) using an online reinforcement learning mechanism that is based on a value iteration process. It employs real-time navigation measurements of the evader ship as well as those of the pursuing vessels and returns back model-free interception strategies.


翻译:文章阐述了机器学习(ML)如何能发挥杠杆作用,解决与海洋领域安全有关的当代问题。全世界范围内的“非法、未报告和无管制的”捕鱼事件导致严重的环境和经济后果,除了自然资源耗竭造成的财政损失外,还导致我们生态系统发生巨大变化。联合国粮食及农业组织(粮农组织)渔业和水产部(FAD)发表了一份报告,表明非法、无管制和未报告的捕鱼每年损失达25亿元。这对海洋生态系统和国内产品(GNP)的未来生物多样性产生了负面影响。因此,越来越需要强有力的拦截机制来发现和追踪海洋领土上不断发生的非法捕鱼事件。该条涉及协调海洋船只(Pursuers)在仍然在当地水域捕捞非法、无管制和未报告的渔船的运动的问题。这个问题被表述为在ML框架内处理的追赶者-蒸发者模式。一个或更多的追赶者,例如执法船只,拦截逃避者(即非法渔船)和国内产品(GNPNP)的未来生物多样性。利用网上强化的航行战略,作为实际的回收手段,利用这些船只的回收的在线学习机制。

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