Nieuwe technologie van het Centrum Wiskunde & Informatica werpt licht op biodiversiteit in koraalriffen

Informatica gebruiken voor meer inzicht in de bewoners van het koraal. Dat is kortweg het doel van Fish4knowledge, een project dat 1 oktober van start gaat en waarin een internationale groep onderzoekers, waaronder van het Centrum Wiskunde & informatica (CWI) in Amsterdam, gaan samenwerken.

Publication date: 28-09-2010

Informatica gebruiken voor meer inzicht in de bewoners van het koraal. Dat is kortweg het doel van Fish4knowledge, een project dat 1 oktober van start gaat en waarin een internationale groep onderzoekers, waaronder van het Centrum Wiskunde & informatica (CWI) in Amsterdam, gaan samenwerken. Minimaal tien onderwatercamera’s in de Chinese Zee bij Taiwan gaan opnamen maken van de drieduizend vis-, schaal- of schelpdiersoorten die er in die zee voorbij kunnen zwemmen. Fish4knowledge wil de videodata van deze camera’s voor biologen ontsluiten, zodat zij conclusies kunnen trekken over hoe soorten zich ontwikkelen. Het CWI-team, geleid door Lynda Hardman, ontwikkelt methodes voor interactieve toegang tot de verzamelde informatie.


Onderwatercamera’s
Om de biodiversiteit van het koraal te beschermen is het van belang inzicht te krijgen in hoe marine ecosystemen reageren op omgevingsfactoren als klimaatverandering of milieuvervuiling. Door gebruik te maken van onderwatercamera’s krijgen biologen een beter en betrouwbaarder beeld van wat zich onder water op ecologisch niveau afspeelt. Nu is het nog onmogelijk om uit maanden videomateriaal zinnige informatie te destilleren. En alle opnamen persoonlijk bekijken is een tijdrovende en saaie klus. Door het combineren van  automatische beeldanalyse technologie met intelligente zoektechnieken willen de onderzoekers een goede, geautomatiseerde analyse van de data binnen bereik brengen. Biologen hebben dan een schat aan gedetailleerde, kwantitatieve en kwalitatieve informatie tot hun beschikking waarop zij bestaande en misschien ook nieuwe onderzoeksvragen kunnen loslaten.

Interactie

Het CWI-team richt zich op de interactie van biologen met het systeem. 'We proberen zo duidelijk mogelijk te maken hoe de automatisch verkregen resultaten zich verhouden tot de ruwe beeldgegevens,' zegt Lynda Hardman. 'Het systeem geeft geen exacte cijfers, maar schattingen op basis van specifieke betrouwbaarheidseisen. Deze eisen kunnen biologen zelf instellen in de verschillende lagen van het systeem. Zo kun je bijvoorbeeld gemiddelden nemen over bepaalde periodes, of metingen verwijderen waarbij de computer niet meer dan 50% zeker is dat het bewegende object daadwerkelijk een vis was. We zouden deze eisen als informatici kunnen stellen, maar het systeem is flexibler als biologen dat zelf doen. En misschien nog belangrijker: het schept vertrouwen in een nieuwe vorm van wetenschappelijk onderzoek doen. Analyse van onderwaterbeelden kan uiteindelijk betrouwbaardere tellingen opleveren dan de momentopname van handmatig tellen, maar het vraagt een andere mindset.'


Verschillende disciplines
Projectleider van het onderzoeksproject is de University of Edinburgh. Partners zijn behalve het CWI de Universita degli studi di Catania (beeldverwerking) en de National Applied Research Laboratories in Taipei (mariene biologie). Het onderzoek in Nederland wordt uitgevoerd door de groep Interactive Information Access, onder leiding van Lynda Hardman. Fish4knowledge duurt drie jaar en wordt gefinancierd door het Zevende Kaderprogramma van de Europese Unie. Het beheersen van de data-explosie is een speerpunt van het CWI. Dit onderzoek is daar een goed voorbeeld van.

Illustratie: Het monitoren van koraal in Kenting door NCHC Taiwan