Nieuws

Artificiële intelligentie gaat helpen vogels en zeezoogdieren in windparken in kaart te brengen

Gepubliceerd op
11 augustus 2022

Door de toegenomen hoogte van windturbines is het lastiger de aanwezigheid van vogels en zeezoogdieren in offshore windparken met menselijke waarnemers in vliegtuigen te monitoren. De inzet van high-definition camera’s op een vliegtuig biedt een oplossing, omdat deze tellingen wel vanaf grotere hoogte kunnen worden uitgevoerd. Naar de inzet van artificiële intelligentie (AI) om verkregen camerabeelden automatisch te analyseren wordt onderzoek gedaan door een onderzoeksconsortium. Hierdoor wordt de bottleneck van de arbeidsintensieve handmatige en dus kostbare beeldanalyse mogelijk opgelost.

Voor de verdere uitrol van windenergie op de Noordzee moet de overheid weten wat de impact van deze windmolenparken is op vogels en zeezoogdieren. Hiervoor is inzicht nodig in de verspreiding van individuele soorten binnen en buiten de windparken in de loop van de tijd. Deze informatie wordt momenteel verzameld met vliegtuigtellingen door menselijke waarnemers. Zo’n aanpak is moeilijker geworden door de toegenomen hoogte van de windturbines. Uit veiligheidsoogpunt moeten vliegtuigen zo hoog vliegen dat betrouwbare menselijke waarnemingen minder goed mogelijk zijn.

Het gebruik van high-definition camera’s tijdens vliegtuigtellingen kan een oplossing bieden. Deze camera’s verzamelen hoge kwaliteit videobeelden van vogels en zeezoogdieren tijdens vliegtuigsurveys, die wel op grotere hoogte kunnen worden uitgevoerd. Een ander voordeel is dat deze digitale waarnemingen kunnen worden opgeslagen voor toekomstige analyses. De beoordeling van dit soort beelden is tot nu toe echter arbeidsintensief mensenwerk. Om dit procesonderdeel minder arbeidsintensief en goedkoper te maken zal AI voor beeldherkenning worden ingezet.

Gedetecteerde en geïdentificeerde zwarte zee-eenden.
Gedetecteerde en geïdentificeerde zwarte zee-eenden.

Ontwikkeling AI-modellen

Het onderzoeksconsortium ontwikkelt AI-modellen die in staat zijn om soorten op videobeelden te detecteren, te identificeren en de individuen per soort te tellen. In eerste instantie ligt de nadruk op zeevogels, maar waar mogelijk zal ook naar andere soortgroepen zoals zeehonden en bruinvissen worden gekeken. Om de benodigde zelflerende software te ontwikkelen zijn door BioConsult SH high-definition videobeelden verzameld in Gemini Windpark en windpark Borssele. Experts van dit Duitse kennisinstituut analyseren deze beelden visueel en identificeren de soorten, zodat dit als trainingsdata aan het AI-model kan worden gevoed.

Volgens WUR-onderzoeker Freek Daniëls kan artificiële intelligentie toegang tot data geven om ecosystemen beter te begrijpen. “Sensoren gecombineerd met AI maakt het mogelijk om tot objectieve soorttellingen te komen die in potentie vollediger, accurater en goedkoper uit te voeren zijn dan de gebruikelijke methoden”, vertelt hij. “Binnen AI trainen we op biologisch geïnspireerde neurale netwerken, welke in staat zijn de diversen soorten leren te herkennen aan de hand van een groot aantal voorbeelden.” Daniëls geeft aan dat er nog uitdagingen genoeg zijn. “Zo is er, ondanks de hoge resolutiebeelden door de vlieghoogte, vaak toch maar beperkte informatie per vogel of zeezoogdier beschikbaar. Ook zijn er voor veel zeldzamere soorten minder beelden voor het model om van te leren wat de betrouwbaarheid kan beïnvloeden.”

Samenwerkinsproject wordt ondersteund door Wozep

De beeldenverzameling via de high-definition vliegtuigsurveys en de ontwikkeling van de AI voor het monitoren van vogels en zeezoogdieren in offshore windparken is een samenwerkingsproject van Gemini Windpark, BioConsult SH, Observation International, Wageningen Agro Food Robotics en Wageningen Marine Research. Een onderzoeksvraag van Gemini Windpark, naar de vermijding door bepaalde vogelsoorten van windparken, heeft dit project mede mogelijk gemaakt. Het project wordt ondersteund door het Wind op Zee Ecologisch Programma (Wozep) van Rijkswaterstaat. Vanuit Wozep wordt onder andere een set met beelden beschikbaar gesteld die zijn gemaakt boven windpark Borssele.