Sistem pengenalan & pemilahan spesies ikan dengan teknologi untuk menyelamatkan salmon Atlantik
Solusi Lengkap
Juni 2021, instalasi solusi fase 1 di Storelva
Berlevåg Jeger- og fiskerforening (BJFF)
Ini adalah kisah tentang bagaimana Huawei dan asosiasi pemburu dan pemancing lokal - Berlevåg Jeger- og fiskerforening (BJFF) - mengembangkan perangkap ikan otomatis dengan sistem kamera built-in dan perangkat lunak AI untuk menyingkirkan salmon bungkuk asing yang menyerang dari sungai di Berlevåg, sebuah komunitas kecil di ujung paling utara Norwegia, yang bertetangga dengan Laut Barents. Dengan mencegah salmon bungkuk berenang ke sungai, kami menghilangkan risiko reproduksi dan mengurangi ancaman terhadap spesies invasif di sungai. Populasi salmon Atlantik terpapar berbagai ancaman, namun ancaman dari salmon bungkuk adalah yang paling signifikan. Ini adalah kisah tentang bagaimana menyelamatkan salmon Atlantik dengan menggunakan teknologi. Masalah salmon bungkuk meningkat secara drastis, dan sebagai hasilnya, desain konstruksi perangkap ikan dipersiapkan untuk diduplikasi dan dipasang di sungai-sungai lain
Pembaruan terakhir: 21 Jan 2025
1421 Tampilan
Konteks
Tantangan yang dihadapi
Tantangannya adalah memindahkan salmon bungkuk dari sungai-sungai Norwegia untuk melestarikan keanekaragaman hayati asli Arktik dengan cara yang efisien. Habitat alami salmon bungkuk adalah di Samudra Pasifik, namun telah hadir di sungai-sungai Norwegia sejak tahun 1960-an. Pada tahun 2017, keberadaan salmon bungkuk meningkat dengan cepat di sungai-sungai di sepanjang garis pantai Norwegia, mendekati tingkat yang mengkhawatirkan. Spesies salmon asing yang menyerang telah dikategorikan sebagai "risiko tinggi" dalam ancaman terhadap keanekaragaman hayati asli, terutama untuk spesies salmon lokal. Ikan char laut di Storelva adalah populasi yang kecil dan sulit untuk bertahan hidup. Jika banyak salmon bungkuk bertelur di area yang sama, itu akan menjadi risiko yang sangat tinggi bagi ikan lokal kami, yang berpotensi menghancurkannya. Tugas memindahkan salmon bungkuk dari sungai menjadi sangat sulit karena mereka tiba di aliran air dalam bentuk kelompok, sering kali di antara salmon Atlantik. Pemindahan salmon bungkuk saat ini dilakukan secara manual oleh para sukarelawan, yang sangat tidak efisien.
Lokasi
Berlevåg, Troms, Norwegia
Eropa Utara
Proses
Ringkasan prosesnya
Perangkat tepi akan menarik aliran video HD dari kamera bawah air. Perangkat tepi memproses aliran video dan menyimpan klip video mentah dan data meta terstruktur ke ruang disk lokal.
Secara berkala, semua data yang tersimpan di perangkat tepi akan diunggah ke pusat data jarak jauh. Di pusat data, metadata terstruktur akan digunakan untuk melatih model AI baru. Model AI akan diunggah ke perangkat edge dan berfungsi seperti biasa.
Blok Bangunan
Modul Pengambilan Video dan Pengenalan Ikan
Dengan kamera HD bawah air yang dipasang di sungai, aliran video diumpankan ke perangkat tepi. Perangkat tepi secara fisik dekat dengan sungai, dengan manfaat mengurangi latensi. Perangkat lunak inferensi AI yang sangat dioptimalkan diimplementasikan untuk pengenalan ikan secara real-time.
Faktor-faktor pendukung
Dengan menyajikan modul AI dengan puluhan ribu gambar berlabel, algoritme dengan cepat mencapai tingkat akurasi yang diinginkan. Dengan semakin banyaknya spesies ikan yang melewati sistem, algoritme akan belajar lebih banyak lagi dan menjadi lebih baik dan lebih baik lagi
Pelajaran yang dipetik
Memiliki perangkat tepi yang dekat dengan mekanisme penyortiran terbukti sangat efisien. Saat ini, spesies ikan dikenali oleh algoritme dalam waktu 8 milidetik. Warna cahaya dan latar belakang yang berbeda berdampak pada kemampuan pengenalan ikan. Latar belakang berwarna terang, tetapi tidak sepenuhnya putih terbukti menjadi yang terbaik. Sinar matahari tengah malam memiliki efek positif, membuat pengenalan dapat berjalan 24/7
Pengumpulan Data dan Pelatihan Ulang Model
Ada beberapa jenis data yang dihasilkan oleh perangkat tepi.
- Klip video mentah. Dengan ruang disk yang terbatas pada perangkat edge, klip video diunggah secara teratur ke pusat data dengan cadangan berlapis-lapis. Jenis data mentah ini sangat berarti untuk studi dan penelusuran kembali di masa mendatang.
- Metadata dari model AI. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, perangkat lunak AI akan mengenali ikan yang terlihat dalam aliran video. Oleh karena itu, metadata akan menyertakan bingkai gambar yang benar-benar berisi ikan. Untuk setiap bingkai gambar yang berarti, lokasi dan kategori ikan akan ditandai. Jenis metadata ini akan memungkinkan analisis yang lebih ilmiah seperti penghitungan ikan, penelitian kebiasaan ikan, dll. Lebih penting lagi, metadata akan digunakan untuk melatih kembali model AI yang digunakan dalam perangkat lunak. Seiring berjalannya waktu, model AI akan memberikan pengenalan yang lebih akurat.
Faktor-faktor pendukung
Agar solusi ini dapat beroperasi secara optimal, dibutuhkan koneksi internet yang stabil dan baik. Dalam solusi ini, fiber tersedia, tetapi solusi ini seharusnya dapat bekerja dengan baik melalui 5G dan bahkan mungkin melalui 4G karena pengunggahan dapat dilakukan tanpa waktu nyata.
Pelajaran yang dipetik
Memiliki solusi penyimpanan cloud terpusat sangat penting untuk mengurangi investasi di lokasi. Hal ini juga memungkinkan solusi untuk membagikan semua pembelajaran sebelumnya ke instalasi baru, memberi mereka titik pernyataan pada tingkat semua solusi yang ada yang digunakan. Setiap solusi memberikan kontribusi dengan pembelajaran tambahan dan peningkatan kualitas yang bermanfaat bagi yang lainnya.
Mekanisme penyortiran otomatis
Investigasi lokal yang baik terhadap lingkungan, arus air, kedalaman air, sudut dasar sungai, cahaya yang tersedia, listrik dan koneksi internet adalah faktor-faktor yang akan mempengaruhi solusi. Menggunakan bahan ramah lingkungan yang tahan lama dan menggunakan perusahaan dengan pengalaman sebelumnya dalam menangani ikan hidup di instalasi bawah air akan sangat membantu.
Faktor-faktor pendukung
Singkatnya, mekanisme buka/tutup mekanis akan menyortir ikan yang melewati penghalang dan menguncinya. Ikan salmon lokal dan ikan trout laut dapat melintas tanpa hambatan, sementara ikan salmon bungkuk dan ikan salmon hasil budidaya akan dihentikan dan disortir ke penghalang sehingga dapat dikeluarkan dan berpotensi untuk diproses.
Pelajaran yang dipetik
Memasang solusi seperti itu membutuhkan perencanaan yang baik dan insinyur yang terampil. Bekerja dalam arus air yang kuat sangat menuntut dan membutuhkan keahlian dan peralatan. Mengamankan instalasi ke dasar rived sangat penting, karena Anda tidak boleh memiliki gerakan yang dapat menyebabkan celah kecil yang tidak diinginkan yang dapat ditembus oleh ikan. Kami juga telah belajar bahwa lebih baik mengirim semua ikan yang tidak dikenal ke dalam tangki untuk disortir secara manual, daripada membiarkan spesies yang tidak diinginkan naik ke sungai untuk bertelur.
Dampak
Dampak dari proyek ini sangat besar karena berbagai alasan. Pertama, solusi ini secara efektif menghilangkan salmon bungkuk dari sungai, yang berkontribusi dalam menjaga keanekaragaman hayati lokal secara umum dan menyelamatkan salmon Atlantik secara khusus. Kedua, solusi ini dapat diskalakan sehingga dapat diterapkan di sungai-sungai lain yang rawan di wilayah Arktik. Ketiga, solusi ini hemat biaya dibandingkan dengan solusi penangkapan manual lainnya dan membebaskan masyarakat setempat dari kerja manual yang melelahkan. Selain itu, sistem ini juga membuka peluang keuntungan ekonomi karena salmon bungkuk memang dapat dimakan. Solusi yang memungkinkan adalah pelaku lokal dapat mengambil salmon bungkuk dari perangkap untuk dijual di pasar.
Penerima manfaat
- Salmon Atlantik
- Asosiasi Pemburu dan Pemancing Norwegia,
- Organisasi mitra lokal, LSM dan badan pemerintah yang memiliki mandat untuk melestarikan keanekaragaman hayati dan lingkungan. Pemerintah lokal. Pemancing lokal.
Tujuan Pembangunan Berkelanjutan
SDG 3 - Kesehatan dan kesejahteraan yang baik
TPB 11 - Kota dan masyarakat yang berkelanjutan
SDG 14 - Kehidupan di bawah air
TPB 17 - Kemitraan untuk mencapai tujuan
Cerita
Juni 2021, instalasi solusi fase 1 di Storelva
Berlevåg Jeger- og fiskerforening (BJFF)
Ada banyak alasan untuk mengkhawatirkan masa depan salmon Atlantik, terutama di Norwegia utara. Tahun lalu, lebih banyak salmon bungkuk yang tercatat dibandingkan salmon Atlantik di banyak sungai di wilayah yang dipantau. Hal ini menjadi masalah karena ikan ini bersaing dengan ikan lain untuk mendapatkan makanan dan ruang, membawa dan menyebarkan penyakit, dan berpotensi mencemari kualitas air setempat. Dengan demikian, hal ini mengancam keanekaragaman hayati dan ekosistem lokal di sungai-sungai Norwegia.
Salmon Atlantik merupakan ikan endemik Atlantik Utara, dan merupakan bagian integral dari identitas dan nilai-nilai masyarakat di bagian paling utara Norwegia. Oleh karena itu, memerangi salmon bungkuk yang invasif dan mempertahankan stok spesies asli sangat penting bagi budaya dan praktik-praktiknya, serta meminimalkan kerusakan biologis dan ekonomi.
Bagi banyak komunitas kecil dan terpencil, keputusasaan terlihat jelas. Selama bertahun-tahun, para sukarelawan lokal dan penjaga sungai berkumpul setiap musim panas, untuk berusaha keras menghentikan salmon bungkuk yang naik ke sungai untuk bertelur dan mengancam kelangsungan hidup spesies asli. Hingga saat ini, hal tersebut dilakukan secara manual di sungai-sungai yang membeku dengan menggunakan jaring dan alat lainnya untuk menghentikan invasi tersebut.
Masyarakat lokal, otoritas nasional dan komunitas penelitian utama semuanya menghadapi kesulitan yang disebabkan oleh situasi ini. Hal ini menjadi sangat mendesak bagi semua pemangku kepentingan untuk bersama-sama mengembangkan solusi yang dapat memantau dan menyortir semua predator di aliran air, di muara, dan di wilayah laut terdekat.
Pada musim panas 2021, bagian pertama dari proyek percontohan diluncurkan melalui kolaborasi dengan Huawei, di sungai 'Storelva' di kotamadya Berlevåg.
Di sini, tujuannya adalah untuk mengidentifikasi semua ikan anadromous yang naik ke aliran air. Dengan aliran video terus menerus dari akhir Juni hingga September, dengan puluhan ribu gambar, perangkat keras dan kode sumber yang baru dikembangkan dapat mengidentifikasi lebih dari 90% salmon dan salmon bungkuk yang lewat. Dengan demikian, memungkinkan sistem untuk mengenali stok salmon dan ikan laut di sungai itu sendiri, tetapi juga mendaftarkan salmon bungkuk yang invasif. Sebuah tujuan yang kami capai dengan selisih yang cukup besar.
Fase kedua sekarang telah dimulai untuk mengembangkan modul terbaru yang akan dihubungkan dengan penyortiran. Singkatnya, mekanisme buka/tutup mekanis akan menyortir ikan yang melewati penghalang dan mengunci. Salmon asli dan ikan trout laut bisa lewat tanpa hambatan, sementara salmon bungkuk dan salmon hasil budidaya dihentikan dan disortir ke penghalang di mana ia bisa dikeluarkan dan berpotensi untuk diproses.
