Nieuwe technologie van CWI werpt licht op biodiversiteit in koraal

Informatica gebruiken voor meer inzicht in de bewoners van het koraal. Dat is kortweg het doel van Fish4knowledge, een project 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 levert de interface en zoektechnologie die dit mogelijk maakt.

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 beeldanalysetechnologie 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.

Intelligente zoektechnieken

De rol van het CWI bestaat uit het ontwikkelen van verschillende type gebruikersinterfaces die de variëteit aan vragen van de biologen snel kunnen beantwoorden. Voor een  vraag naar bijvoorbeeld specifiek diergedrag zal er behoefte zijn  naar het snel kunnen zoeken naar een klein specifiek videofragment.  Maar voor de  vraag "Hoeveel vissen van deze soort zijn er per maand gedetecteerd gedurende de afgelopen 3 jaar?" moet er juist informatie uit grote hoeveelheden video heel compact worden samengevat. Omdat het in de verwachting ligt dat zelfs de beste beeldanalysetechnologie niet toereikend zal zijn om aan de behoeft van de biologen te voldoen, onderzoekt het CWI ook hoe de kloof tussen beeldanalyse en de behoefte van eindgebruikers automatisch gedicht kan worden.  Hiervoor wordt gekeken naar het semi-automatisch koppelen van beeldanalyseresultaten aan al op het web aanwezige informatie over dieren en hun gedrag.

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.