Napjainkban az egyik legfontosabb erőforrás az adat, és ebből egy egész óceánnyi van, csak össze kell gyűjteni és fel kell dolgozni mindet. Az Ocean stábja ezúttal annak járt utána, hogy milyen változásokat hoz majd a mesterséges intelligencia és a többi új technológia az óceánkutatásban.
Az első megállónk az Adriai-tenger. A trieszti Miramare kastély mellett élénksárga bóják jelzik, hogy hol van a part menti megfigyelőközpont, amely az olaszországi ökológiai kutatóhálózat része. A tudósok 1986 óta minden hónapban visszatérnek ide, hogy vízmintákat gyűjtsenek és különböző méréseket végezzenek. Az így létrejövő adatsor tükrözi a part menti környezet változását.
„Kémiai elemzéseket végzünk, mérjük a tápanyagszintet, a sótartalmat, a klorofillszintet és más biológiai paramétereket. Emellett mintákat veszünk a fitoplanktonokból és a mikroplanktonokból, majd később a laborban elemezzük ezeket” - magyarázta Bruno Cataletto tengerkutató.
A tudósok online adatbázisokban teszik közzé az adatokat, így azok szabadon hozzáférhetővé válnak a tengeri iparágak, például a halászat számára. Néhány ilyen adatbázis meglehetősen átfogó, és még a civilek megfigyeléseit is tartalmazza. Valentina Tirelli kifejlesztett egy ingyenes alkalmazást, amely lehetővé teszi, hogy bárki, akinek van okostelefonja, jelentse, ha valamilyen tengeri élőlényt lát.
„Amikor az emberek beküldik a megfigyeléseiket, mi validáljuk azokat. Az ő adataiknak és a kutatók által végzett ellenőrzésnek a kombinációja megbízható információkat hoz létre. Ezek aztán az EMODNet Biology adatbázisban érhetőek el, és mindenki számára ingyenesen használhatók” - mesélt a rendszer működéséről Tirelli, aki alapvetően planktonkutatással foglalkozik.
Az emberek helyett a mesterséges intelligencia elemzi a begyűjtött mintákat
Az EMODnet, az Európai Tengeri Megfigyelési és Adathálózat Európa-szerte gyűjti az adatokat, és közzé is teszi azokat. A minták kézi feldolgozása, például a planktonok mikroszkópos megszámlálása azonban egyre nagyobb kihívást jelent. A mesterséges intelligencia nagymértékben fel fogja gyorsítani ezt a folyamatot, újradefiniálva a tengeri adatbázisokban rejlő lehetőségeket.
Az Adriai-tengerről Belgium északi-tengeri partvidékére utazunk. A Flandriai Tengerészeti Intézet kutatói az Ostendei Tengeri Állomáson digitális kamerákkal és a mesterséges intelligencia segítségével gyorsítják fel a planktonok azonosítását. Ami korábban egy napot vett igénybe a laborban, ma 30 percbe telik.
„A speciálisan betanított modelljeink megtanulták felismerni az itteni fajokat, így percek alatt megtudhatjuk, hogy milyen fajok vannak egy-egy mintában. Ezzel rengeteg időt és pénzt takarítunk meg" - mondta Rune Lagaisse, a Flandriai Tengerészeti Intézet planktonokkal foglalkozó munkatársa.
A havi mintavételek helyett a tengeri adatokat most már éjjel-nappal, digitálisan lehet gyűjteni. Felszálltunk a Simon Stevin belga kutatóhajóra, hogy találkozzunk azokkal a tudósokkal, akik a különböző érzékelőkkel felszerelt autonóm víz alatti platformokat kezelik. Klaas Deneudt vezeti az európai finanszírozású DTO-BioFlow projektet, amely szabványokat dolgoz ki, hogy mindenféle adatot be lehessen táplálni a jövő hatalmas adatbázisaiba.
„Leginkább arra van szükségünk, hogy folyamatosan érkezzenek az adatok. Meg kell mérnünk a tenger pulzusát, tudnunk kell minden egyes percben, hogy mi történik” - érzékeltette a feladat nagyságát Klaas Deneudt, az egyik flandriai kutatóközpont vezetője.
A delfinek hangját keresik a kutatók a víz alatt
A kutatók az Északi-tenger különböző pontjairól gyűjtik a hangfelvételeket. Az egyik gyakorlati felhasználási területe ennek a munkának a disznódelfinek mozgásának nyomon követése. Ezek a tengeri emlősök csúcsragadozóként fontos szerepet játszanak a helyi ökoszisztémában.
A disznódelfinek hangját az emberi fül nem érzékeli, de a mesterséges intelligencia algoritmusai képesek felismerni a felvételeken, így a kutatók feltérképezhetik, hogy mikor hol járnak. Ezek az adatok segíthetnek a zajos iparágak, például a tengeri szélerőművek üzemeltetőinek, hogy úgy tervezzék meg a tevékenységüket, hogy a lehető legkisebb mértékben zavarják a tengeri delfineket.
A számítógépeken születik újjá az óceán
A közeljövőben ezek az állandó adatfolyamok egy úttörő projektben fognak összefolyni, ez lesz az óceán digitális ikertestvére. Az EU által finanszírozott EDITO-Infra projekt keretében kifejlesztett alapinfrastruktúrát nemrég mutatták be egy brüsszeli rendezvényen.
„Az óceán digitális ikertestvére az óceán digitális másolata a számítógépünkön. Egy olyan hely, ahol összegyűjthetjük az óceánról rendelkezésre álló összes információt, és mindent elérhetővé tehetünk a nagyközönség, a tudósok és a döntéshozók számára” - foglalta össze a lényeget Alain Arnaud, a digitális óceán kifejlesztésén dolgozó Mercator Ocean International egyik vezetője.
A nonprofit szervezet egy másik munkatársa és az óceán digitális ikertestvérének társfejlesztője, Simon Van Gennip azt is bemutatta, hogyan használható a rendszer a műanyagszennyezés kordában tartására:
Egy másik munkafolyamat a tengeri füves mezők helyreállításának leghatékonyabb módjaira összpontosít.
„Az óceán digitális ikertestvérével azt szimuláljuk, hogy mi lenne, ha a tengeri fű rétjei nagyobbak lennének, vagy bizonyos mélységekbe ültetnénk őket. Azt vizsgáljuk, hogy hogyan hatna ez a partvidék ellenállóképességére, a hullámok magasságára és a part menti erózióra. Az már most kiderült, hogy van összefüggés, rábukkantunk néhány érdekes eredményre. Nagyon fontos számunkra, hogy ezt ki tudjuk próbálni” - mesélte Kelli Johnson a saját projektjéről.
Olcsóbb és biztonságosabb lesz a mindenki életét befolyásoló döntések meghozatala is
Az óceán digitális ikertestvére lehetővé teszi a politikusoknak, hogy különböző tengerhasználati forgatókönyveket modellezzenek, és a döntések meghozatala előtt teszteljék azok várható eredményeit.
„Továbbra is kell halásznunk, áramot kell termelnünk, hajózni kell, kábeleket kell fektetnünk. És turistaként is jól kell éreznünk magunkat az óceánnál. De hogyan tudjuk ezt fenntarthatóan csinálni? Olcsóbb lesz a döntéshozatal, és kevesebbet hibázunk, ha megpróbáljuk modellezni a várható forgatókönyveket” - foglalta össze a technológiai fejlődés előnyeit a politikusok számára Kestutis Sadauskas az Európai Bizottságtól.
A vízalatti szenzoroktól a műholdas megfigyelésekig és a hétköznapi emberek jelentéseiig minden adatot felszív az óceán digitális ikertestvére. Amint élesedik a rendszer, az óceán digitális ikertestvére adatok garmadáját teszi majd szabadon hozzáférhetővé a kutatóknak, a döntéshozóknak, a vállalkozóknak és mindenkinek, hozzájárulva ezzel az óceánok fenntartható hasznosításához.