Camera's helpen overlevingskans vis te voorspellen

Het project is een vervolg op een groter onderzoek met als doel de visserij zodanig te verbeteren dat de gebruikte vistechnieken de stress en schade aan de vis minimaliseren, zodat er minder vis sterft tijdens het vangstproces. Op basis van de visuele waarneming van diverse gedragskenmerken en uitwendige beschadigingen kunnen deskundigen een kwalitatieve schatting geven van de overlevingskans van individuele vissen die als discards in zee worden teruggezet. Deze beoordeling van de toestand van de vis is een nuttig instrument voor de evaluatie van de effecten die verschillende vistechnieken kunnen hebben op de overlevingskansen van teruggegooide vis.

Angelo Mencarelli, onderzoeker bij het Agro Food Robotics-programma van WUR: "Classificatie van overlevingskansen van vis werd tot nu toe handmatig gedaan door een expert aan boord van het vissersschip. Maar dit is duur en mensen zijn subjectief, waardoor de ene waarnemer de markeringen op de vis anders kan interpreteren dan zijn collega op een ander schip. Een deel van deze classificatie zou automatisch kunnen gebeuren met behulp van RGB- en spectrale camera's en AI."

Een objectief, geautomatiseerd conditiescore-systeem zou veel snellere waarnemingen kunnen doen tegen lagere kosten, waardoor het onderzoek naar de overlevingskans van discards veel gemakkelijker wordt.

Spectrale camera's detecteren bloed en schubschade op vis

Met behulp van zijn achtergrond in het werken met spectrale camera's om bloed op te sporen in de menselijke geneeskunde, stelde Agro Food Robotics spectroscopie-expert Joseph Peller voor om diezelfde golflengten van licht te gebruiken om de schade aan vis in beeld te brengen.

Het team scande een lading Noordzeeschol en liet een deskundige van Wageningen Marine Research de conditie van de vis classificeren op basis van uiterlijke beschadigingen die te zien waren in de beelden. Op de beelden die met een gewone RGB-camera werden gemaakt, konden de huidpigmenten op de schol worden verward met bloed, omdat beide ongeveer dezelfde kleur leken te hebben. Maar met de nieuwe spectrale-cameraopstelling van het team waren de resultaten totaal anders: niet alleen was het heel gemakkelijk om bloed te onderscheiden van de normale huidskleur van de vis, ook andere beschadigingen, zoals schade aan de schubben, konden met succes worden geïdentificeerd. Dit alles was mogelijk met een spectrale camera met slechts vijf golflengten licht. De verzamelde beelden zullen dienen als dataset om kunstmatige intelligentie te trainen om verschillende kenmerken en gebreken van de vis te bepalen (een proxy voor de overlevingskans).

"Wat je hier wint is niet alleen objectiviteit van classificatie en kennis, maar ook snelheid van de analyse. Wat nu handmatig wordt gedaan, zou in de toekomst automatisch kunnen gebeuren. Het feit dat we dit aan boord van een vissersboot gaan doen, is volledig nieuw", aldus Angelo.

Elektronica in de meest vijandige omgeving na de ruimte

Spectrale camera's worden veel gebruikt bij laboratorium- en industriële werkzaamheden, maar fabrikanten zijn pas de afgelopen 10-15 jaar begonnen met het verharden van spectrale camera's toen het gebruik ervan in drones toenam. Het meenemen van elektronica aan boord van een vissersboot brengt nog meer uitdagingen met zich mee. De nieuwste spectrale camera's mogen dan robuuster zijn, ze zijn nog steeds niet geschikt voor gebruik aan boord van een vissersvaartuig. "Dit is een van de vuilste, zoutste en schokkerigste plaatsen ter wereld, en die zijn alle drie ellendig voor camera's. Dus veel van ons onderzoek is nu gericht op het vinden van een manier om ons systeem aan boord van een schip te brengen zonder dat het meteen uit elkaar valt," legt Joseph uit.

Het team onderzoekt waterdichte en luchtdichte lenzen met een vaste focus om de trillingen aan boord op te vangen, en een speciale constructie rond de camera die de camera isoleert en naar beneden richt, zodat er minder zout wordt afgezet. Angelo: "Het is echt geen grap, dit is na de ruimtevaart de meest vijandige omgeving voor elektronica. En we moeten ook aan simpele kleine dingen denken. Hoe gaan de vissers bijvoorbeeld een foto maken? Ze kunnen niet op een toetsenbord typen of op een klein knopje drukken met een vuile, gehandschoende hand. We moeten dus een aparte knop bedenken dat met een vuist of zelfs een elleboog kan worden ingedrukt om het camerasysteem te activeren. En het moet eenvoudig maar robuust zijn: het mag de kalibratie van de camera niet volledig veranderen." Het testen gebeurt momenteel in een laboratoriumomgeving. Het team zal vervolgens als tweede stap naar de haven verhuizen. Ten slotte zal Wageningen Marine Research de eerste proeven met het camerasysteem op een commerciële vissersboot uitvoeren om te zien hoe goed het werkt en beelden te verzamelen voor de dataset.

De twee onderzoekers zijn het erover eens dat het gebruik van spectrale beeldvorming in de visserij een groot potentieel heeft. "Het huidige project richt zich op visschade, maar we starten al een apart project waarbij we kijken naar niet-destructieve kwaliteitsmetingen in vis, en een spectrale camera gebruiken om in het infrarood te kijken naar vetbanden om de hoeveelheid vet in een vis te kwantificeren," zegt Joseph.