Vísindamenn við Hafrannsóknastofnun Noregs (Hav­forskn­ings­instituttet - HI) hafa þróað gervigreind til að telja og greina í sundur þær tegundir fiska sem myndaðar eru í veiðarfærum undir yfirborði sjávar. Takist að þróa þessa tækni eins og vonir standa til, hafa fiskifræðingar og aðrir vísindamenn sem horfa til hafsins fengið frábært verkfæri upp í hendurnar.

Þetta kemur fram í grein sem var birt í ICES Journal of Marine Science í desember síðastliðnum. Rannsakendur skoðuðu sérstaklega hvernig greina megi í sundur þær tegundir fiska sem í daglegu tali eru kallaðar uppsjávartegundir og eru verðmætt sjávarfang í veiðum fjölda ríkja en einnig miðsjávartegundir sem má finna í gríðarlegu magni í úthafinu.

Uppsjávartegundir eins og síld, makríll og kolmunni eru verðmætar og eftirsóttar en tilraunaveiðar á þeim síðarnefndu hafa verð stundaðar á undanförnum árum, án mikils árangurs. Þessar tegundir er að finna í öllum úthöfum og mynda lag á nokkur hundruð metra dýpi. Í hafinu suður, suðvestur og suðaustur af Íslandi hafa fundist 100 tegundir fiska af um 50 ættum. Laxsíld hefur verið nefnd sem dæmi í fréttaflutningi er varða þetta lítt kannaða svið í vistkerfi hafsins. En það hjálpar kannski lítið þar sem um laxsíld er samheiti yfir margar tegundir. Þekktar eru 32 ættkvíslir með um 235 tegundum og á hafsvæðinu við Ísland hafa veiðst 13 tegundir af 10 ættkvíslum.

Í þessu ljósi má skoða verkefni norsku vísindamannanna og mikilvægi þess að „þjálfa“ vél til að gera eitthvað sem tæplega er í mannlegu valdi.

Þrautin leyst

Í umfjöllun HI er haft eftir einum vísindamannanna, Vaneeda Allken, að vélræn talning og greining sem þessi spari óhemju tíma og leysi af hendi afar tafsamt og leiðinlega vinnu sem annars félli rannsakendum í hlut, og spari fjölda vinnutíma og þá háar fjárhæðir má telja víst. Þannig séu í hendi ógrynni upplýsinga sem ólíklega fengjust annars um þá tegundafjöld sem um ræðir og jafnframt um hvar einstakar tegundir er að finna og þá hvar þær koma í veiðarfærin.

Allken og samstarfsmenn hennar hafa nú reynt – og þeim tekist – að leysa þessa þraut með því sem hefur verið kallað vélrænt djúpnám (Deep Learning).

Djúpnám er í stuttu máli þegar vél getur lært sjálf og dregið ályktanir út frá gögnum sem þær safna. Þá lærir hún að þekkja mynstur í gríðarlegu magni upplýsinga með samanburði. Þetta er kjarni gervigreindar eins og hún er skilgreind í dag.

Vísindamennirnir notuðu í þessu tilfelli þúsundir mynda úr trolli til að „þjálfa“ gervigreindina. Verkefnið sem henni var falið var að þekkja í sundur kolmunna, síld, makríl og miðsjávartegundir sem er að finna saman í hafinu. Árangurinn var eftirtektarverður. Þegar upphaflega gagnasafnið hafði verið matað inn í gagnagrunninn voru aðrar myndir úr veiðarfæri í notkun keyrðar til samanburðar. Gervigreindin náði að greina tegundir með 85% nákvæmni og segja til um heildarfjölda þeirra fiska sem í trollið komu með mikilli nákvæmni.

Myndaveiðar

Þessar niðurstöður eru stórt skref fram á við, þó mikið vatn eigi eftir að renna til sjávar áður en almenn notkun þessarar tækni verður möguleg. Í grein vísindamannanna segir að ef væntingar ganga eftir sé komin ný og árangursrík aðferð sem nýst getur í hafrannsóknum, við fiskveiðistjórnun og ekki síst beinar veiðar. Í tilfelli hafrannsókna þá gæti tæknin í einhverjum tilvikum komið í staðinn fyrir sýnatöku á lifandi fiski. Væri þá hægt að draga troll með fráleystum poka til að veiða myndefni í stað fiskjar. Hvað beinar veiðar varðar þá blasir við að sjómenn gætu nýtt tæknina til að takmarka meðafla þeirra tegunda sem ekki er sóst eftir á hverjum tíma eða veiða tilteknar tegundir í réttri stærð svo henti vinnslu og markaðssetningu á hverjum tíma.

Ef fer sem horfir getur þetta stutt við sjálfbærni veiða sem svo mjög er horft til í dag.

Handkaldir sem fyrr

Þó ber ekki svo að skilja að menn geti losað sig við vinnuvettlingana. Vísindamenn verða eftir sem áður handkaldir við að greina hvað fiskurinn er að éta, hvernig hann vex og dafnar og kyngreining verður áfram í höndum vísindamanna. Þess utan hefur gervigreind sín takmörk. Sjaldgæfar og óþekktar tegundir verða ekki greindar með þessum hætti og þessi tækni greinir ekki heldur það sem er einfaldlega óvelkomið í hafinu – eins og t.d. þau ógrynni aðskotahluta og mengunar sem þar er að finna. Handavinna vísindamanna verður því alltaf til staðar til að fá fullnaðarmynd af því vistkerfi sem er til rannsóknar á hverjum tíma og til að nema þær breytingar sem þar eru að eiga sér stað.