Гидроакустические 3D-снимки мест обитания рыб могут помочь остановить перелов

Роботизированные глаза и уши под поверхностью воды могут помочь исследователям определить, сколько рыбы в наших океанах и сколько мы можем выловить.

Исследователи надеются, что рыболовные сети, сканируемые высокоразрешающим гидролокатором, подводные камеры и беспилотные аппараты помогут составить одну из наиболее точных оценок текущих запасов рыбы — ключевую задачу для предотвращения эксплуатации морских экосистем.

"Рыбаки обычно используют огромные конструкции, например, сети, которые находятся под водой, где их не видно, — говорит доктор Ларс Т. Киллингстад из норвежского исследовательского института SINTEF. — И они пытаются поймать ими то, что тоже не видят".

Хотя рыбу практически не видно, количество рыбы в этих гигантских сетях представляет собой богатый данными снимок здоровья морских экосистем.

Доктор Киллингстад входит в руководящую группу проекта SMARTFISH, разрабатывающего ряд технологий для лучшего понимания количества рыбы в европейских морях.

Одна из используемых технологий — гидроакустика, использование звука в воде для создания подводной картины. Исследователи хотят применять её для изучения морской жизни внутри рыболовных сетей.

Их подход заключается в комбинации нескольких гидроакустических датчиков с высокоразрешающим сонаром и технологиями машинного обучения для отслеживания рыбы в сети. Это позволяет провести углубленный 3D-анализ улова по таким факторам, как вид, размер и возраст.

"Это покажет, насколько плотно сгруппированы различные рыбы, что также является индикатором состояния запасов", — говорит доктор Киллингстад.

Размер сетей, опускаемых коммерческими судами, позволяет сканировать их несколькими гидроакустическими датчиками на днище корабля для лучшей оценки. Сети также достаточно велики, чтобы вместить мини-субмарину, которую SMARTFISH также планирует оснастить датчиками и разместить внутри сетей для сбора ещё более детальной информации.

Как это работает

Рыбаки, использующие эту технологию, увидят 3D-картину изнутри сетей, преобразованную в сводку об улове. Это позволит узнать, соответствует ли улов юридическим ограничениям по определённым видам и является ли он коммерчески выгодным для эффективного выполнения квоты. Если нет, операцию можно прервать, выпустить рыбу и переместиться в более богатые воды.

"Одна из крупнейших проблем (для устойчивости) в том, что при ловле сетью можно поймать нежелательную рыбу", — отмечает доктор Киллингстад. Нецелевые морские обитатели обычно погибают после подъёма на борт.

Для рыб, обитающих глубже, у морского дна, SMARTFISH будет крепить к донным тралам высокоточные глубоководные камеры. Это также будет сочетаться с машинным обучением, чтобы суда знали, не вылавливают ли они слишком много нежелательных видов, и могли при необходимости сменить место лова.

Искусственный интеллект продолжит помогать рыбакам идентифицировать улов на борту. С помощью умных конвейерных лент и приложений для смартфонов они могут сканировать пойманную рыбу и быстро определять её размер, вес и вид. Это поможет рыбакам перемещаться в воды с более желаемой рыбой и избегать районов, где её мало.

Данные для потребителей и регуляторов

Развёртывание инноваций SMARTFISH позволит получить новые данные, которые другие исследователи или национальные органы смогут использовать для более точного и мгновенного представления о запасах рыбы в Европе.

"Вы могли бы получать информацию в реальном времени, — говорит доктор Киллингстад. — При непрерывном потоке данных с судов на берег с детальной информацией об улове можно, в принципе, представить сценарий, где можно очень быстро закрывать рыболовные районы".

Это также может информировать бизнес и потребителей о том, какая рыба была выловлена, когда и где в мире. Это может повысить стандарты и доступность более ответственно выловленной рыбы на рынках ЕС.

Однако не вся рыба, которую едят потребители ЕС, может быть охвачена таким уровнем данных. Более 20% рыбы, выловленной судами ЕС, добывается в неевропейских водах, например, у Западной Африки и Юго-Восточной Азии. Ограниченные финансовые ресурсы, техническая экспертиза и инфраструктура для сбора и отслеживания информации часто приводят к нехватке данных о рыбе. Это затрудняет создание основы для более продвинутых технологий.

Восполнение пробелов в данных

По словам Йонаса Видарссона, директора исландского исследовательского института Matis, многим развивающимся странам помогла бы лучшая инфраструктура данных. Это дало бы более чёткое представление о запасах рыбы в их водах и гарантировало долгосрочную устойчивость их рыболовства.

"Существует много пробелов в данных, — говорит Видарссон. — Что касается оценки запасов и статистики улова (в этих регионах), и доступность, и надёжность данных сомнительны".

Это может быть связано с коммерческой чувствительностью данных для некоторых компаний или с тем, что информация об улове не была должным образом зафиксирована.

Видарссон координирует проект FarFish, цель которого — создать инфраструктуру данных для заполнения информационных пробелов в рыболовных районах развивающихся стран и, как следствие, повысить уровень устойчивости улова, продаваемого на рынке ЕС.

Работа включает сбор данных из различных источников, в том числе от рыбаков Кабо-Верде, Сенегала, Сейшельских островов и Мавритании. Исследователи предоставляют им инструменты для сбора данных: формы, весы, измерительные доски и образцы плавников для генетического анализа. Эта информация даёт данные о виде, возрасте и весе — ключевых элементах оценки запасов, которых часто не хватает в этих странах.

Данные отправляются исследователям FarFish, которые комбинируют их с алгоритмами, использующими модели для автоматического моделирования уровня уязвимости различных видов к перелову в локальной среде.

Эта информация помогает создать более ясную картину состояния рыбных запасов и ляжет в основу индивидуальных рекомендаций исследователей для национальных властей по более устойчивому управлению водами.

Данные для этой технологии обычно собираются исследователями, но они также оснастили часть коммерческого и национального флотов ЕС своими инструментами. Видарссон отмечает, что рыбаки хотят помочь, так как это создаёт более точную картину жизни в океанах и улучшает долгосрочные перспективы их сектора.

"Мы наращивали потенциал (в странах-партнёрах) в Африке для использования этих инструментов, и в последние месяцы они действительно используют их для получения знаний (о своих рыбных запасах)", — говорит он.

В конечном итоге FarFish надеется, что их оценка запасов повысит стандарты устойчивости во всём мире, связав больше исследований с международными квотами. Их актуализация в водах, бедных данными, критически важна, поскольку там работают коммерческие флоты всего мира, не зная, какой объём вылова является безопасным.

"Все хотят иметь устойчивое рыболовство", — заключает Видарссон.