Kunstmatige intelligentie zoekt vogels en zeezoogdieren in windparken

Voor de verdere uitrol van windenergie op de Noordzee moet de overheid weten wat de impact van deze windmolenparken is op vogels en zeezoogdieren. Hiervoor is inzicht nodig in de verspreiding van individuele soorten binnen en buiten de windparken in de loop van de tijd. Deze informatie wordt momenteel verzameld met vliegtuigtellingen door menselijke waarnemers. Maar deze aanpak is tegenwoordig moeilijker geworden door de steeds hogere windturbines. Uit veiligheidsoogpunt moeten vliegtuigen nu zo hoog vliegen dat betrouwbare menselijke waarnemingen minder goed mogelijk zijn. Het gebruik van high-definition camera’s tijdens vliegtuigtellingen kan een oplossing bieden. Deze camera’s verzamelen videobeelden in hoge kwaliteit van vogels en zeezoogdieren. De vliegtuigonderzoeken kunnen zo wel op grotere hoogte worden uitgevoerd. Een ander voordeel is dat deze digitale waarnemingen kunnen worden opgeslagen voor toekomstige analyses. De beoordeling van dit soort beelden is tot nu toe echter arbeidsintensief mensenwerk. Om dit sneller en goedkoper te maken kan kunstmatige intelligentie worden gebruikt voor beeldherkenning. Maar daarvoor moet wel eerst een model ontwikkeld worden.

Ontwikkeling kunstmatige intelligentie-modellen

Het onderzoeksconsortium ontwikkelt daarom kunstmatige intelligentie-modellen die in staat zijn om op videobeelden vogels te detecteren, en ze daarnaast ook te identificeren en de individuen per soort te tellen. In eerste instantie ligt de nadruk op zeevogels, maar waar mogelijk wordt ook naar andere soortgroepen zoals zeehonden en bruinvissen gekeken. Om de benodigde zelflerende software te ontwikkelen zijn door BioConsult SH high-definition videobeelden verzameld in Gemini Windpark en Windpark Borssele. Experts van dit Duitse kennisinstituut analyseren deze beelden visueel en identificeren de soorten, zodat dit als trainingsdata aan het kunstmatige intelligentie-model kan worden gevoed.

Volgens WUR-onderzoeker Freek Daniëls kan kunstmatige intelligentie toegang tot data geven, waarmee ecosystemen beter kunnen worden begrepen. “De combinatie van sensoren - in dit geval camera's - en kunstmatige intelligentie maakt het mogelijk om tot objectieve soorttellingen te komen die in potentie vollediger, accurater en goedkoper uit te voeren zijn dan de gebruikelijke methoden”, vertelt hij. “Binnen kunstmatige intelligentie trainen we op biologisch geïnspireerde neurale netwerken. Die zijn in staat om aan de hand van een groot aantal voorbeelden te leren de verschillende soorten herkennen.” Daniëls geeft aan dat er nog uitdagingen genoeg zijn. “Zo is er, ondanks de hoge resolutiebeelden, door de vlieghoogte vaak toch maar beperkte informatie per vogel of zeezoogdier beschikbaar. Ook zijn er voor veel zeldzamere soorten minder beelden voor het model om van te leren, wat de betrouwbaarheid kan beïnvloeden.”

Project ontstaan door samenwerking

De beeldenverzameling via de high-definition vliegtuigonderzoeken, en de ontwikkeling van de kunstmatige intelligentie voor het monitoren van vogels en zeezoogdieren in offshore windparken is een samenwerkingsproject van Gemini Windpark, BioConsult SH, Observation International, Wageningen Agro Food Robotics en Wageningen Marine Research. Een onderzoeksvraag van Gemini Windpark, naar de vermijding door bepaalde vogelsoorten van windparken, heeft dit project mede mogelijk gemaakt. Het project wordt ondersteund door het Wind op Zee Ecologisch Programma van Rijkswaterstaat. Hieruit wordt onder andere een set met beelden beschikbaar gesteld die zijn gemaakt boven windpark Borssele.

 Meer informatie:

• Op de website van de WUR is meer informatie te vinden op de projectpagina

Tekst: Afra Asjes en Cecile Leuverink, Wageningen Marine Research
Foto's: Bioflight (leadfoto: onderzoeksvlucht); WUR