science >> Wetenschap >  >> Biologie

Een vis, twee vissen - met behulp van een nieuw door MBARI ontworpen camerasysteem om roodbaars te tellen

Een prototype met twee camera's van het bentische observatiesysteem op een onderzoeksschip in Monterey Bay. Krediet:Tsjaad Kecy © 2017 MBARI

Meer dan 90 soorten roodbaars worden commercieel gevangen voor de westkust van de Verenigde Staten, maar sommige diepwatersoorten zijn zwaar getroffen door overbevissing. Om deze bedreigde populaties te helpen herstellen, visserijwetenschappers moeten weten hoeveel vissen er zijn en hoe groot ze zijn, zodat visserijbeheerders kunnen regelen waar en hoeveel vis er per jaar mag worden gevangen. Als onderdeel van deze inspanning, MBARI is onlangs een samenwerking aangegaan met The Nature Conservancy, Moss Landing Marine Laboratoria, en andere organisaties om een ​​nieuw camerasysteem te ontwerpen voor het tellen van bedreigde roodbaars voor de Amerikaanse westkust.

Veel van de bedreigde roodbaars, waaronder kabeljauw en geeloog-roodbaars, leven in rotsachtige zeebodemgebieden 50 tot 500 meter onder het oppervlak. In 2002, de Amerikaanse National Marine Fisheries Service heeft Rockfish Conservation Areas gecreëerd om de commerciële visserij in de gebieden waar deze vissen leven te beperken. Al meer dan een decennium, The Nature Conservancy (TNC) heeft met vissers en regelgevers samengewerkt om de beste manier te vinden om de aantallen en maten van roodbaars in deze gebieden te bepalen. Deze informatie is essentieel om te begrijpen hoe populaties van roodbaars op bescherming hebben gereageerd.

Elk jaar, Onderzoekers van de Visserijdienst tellen vissen door erop te vissen - ze slepen sleepnetten over de bodem. Echter, Bodemtrawls werken niet goed in de rotsachtige bodemgebieden waar kabeljauw en geeloog leven. Wetenschappers hebben ook geprobeerd haak-en-lijnvissen te gebruiken, maar dit is relatief langzaam en kan slechts een beperkt deel van de zeebodem beslaan.

Een nieuwere methode voor het tellen en dimensioneren van vissen omvat het verlagen van camerasystemen tot op de zeebodem. TNC gebruikt momenteel een camerasysteem met twee stereovideocamera's die 360 ​​graden draaien over een periode van 10 minuten, een panoramisch uitzicht opleveren. Helaas, dit systeem is vrij zwaar en onhandig om van de ene plek naar de andere te gaan. Het kan ook onstabiel worden als het op ruwe, rotsachtige zeebodem. In aanvulling, omdat de camera's relatief langzaam draaien, het systeem kan slechts een beperkt aantal sites per dag inspecteren, waardoor het moeilijk is om grote stukken kustlijn te bestuderen.

De kabeljauw (boven) en de geeloogroodbaars (onder) zijn twee overbeviste soorten die beschutting vinden in de beschermingsgebieden voor roodbaars. Krediet:MBARI

in 2016, op aandringen van de David en Lucile Packard Foundation, die financiering heeft verstrekt voor een aantal visserijprojecten van TNC, TNC nam contact op met MBARI met het idee om een ​​innovatief nieuw camerasysteem te ontwerpen. Elektrotechnisch ingenieur Tsjaad Kecy, die eerder had gewerkt aan een op zichzelf staand onderwatercamerasysteem genaamd SeeStar, werd geïdentificeerd om dit nieuwe driejarige MBARI-onderzoeksproject te leiden, die begin 2017 begon.

Sindsdien hebben Kecy en andere MBARI-ingenieurs een prototype benthisch observatiesysteem ontworpen en gebouwd, die onlangs werd getest in Monterey Bay en in de buurt van de Kanaaleilanden in Zuid-Californië. Dit systeem kan relatief snel tot op de bodem worden neergelaten. Met veel gewicht aan de onderkant en veel drijfvermogen aan de bovenkant, het nieuwe systeem biedt een relatief stabiel platform, zelfs als het op oneffen terrein landt. Het prototypesysteem maakt gebruik van twee high-definition videocamera's die in slechts een minuut of twee stereovideo kunnen opnemen, waarna het systeem van de bodem wordt getild en naar een nieuwe locatie wordt verplaatst.

Het bentische observatiesysteem wordt vanaf een schip neergelaten aan een kabel die de lichten en camera's van stroom voorziet, en voert video terug naar de oppervlakte. Met een naar beneden gerichte camera kunnen onderzoekers zien waar het systeem landt en het naar de meest geschikte plek sturen. Zoals Kecy het uitdrukte, "Het nieuwe systeem lijkt veel op een op afstand bediend voertuig, maar zonder stuwraketten."

MBARI-ingenieur Chad Kecy controleert video's en gegevens tijdens een testinzet van het bentische observatiesysteem. Krediet:Monterey Bay Aquarium Research Institute

Kecy heeft toegevoegd, "Op dit moment hebben we bijna 50 succesvolle duiken gemaakt en veel goede video's gekregen." De volgende stap is voor Rick Starr, een lid van de onderzoeksfaculteit van Moss Landing Marine Laboratories, om frame grabs uit de video te halen en speciale software te gebruiken om deze beelden aan elkaar te naaien om stereobeelden te creëren. De video zal worden gebruikt om vissen te identificeren en te tellen, terwijl de stereobeelden zullen worden gebruikt om de grootte van deze vissen te bepalen.

In 2018 zal het onderzoeksteam een ​​geavanceerder systeem bouwen dat gebruik maakt van acht camera's (vier stereoparen) om bijna 360 graden stereobeelden van de zeebodem te bieden. Dit systeem zal ook geavanceerdere camerabedieningen en een robuustere ketting hebben waarmee onderzoekers video aan boord van het schip kunnen opnemen en opslaan in plaats van in de lander. Als alles goed gaat, het resulterende systeem zal in het najaar van 2018 op zee worden getest, samen met bodemtrawlonderzoeken van de Fisheries Service.

Tijdens het derde jaar van het project nadat een definitief ontwerp is goedgekeurd, MBARI-ingenieurs zijn van plan het ontwerp door te geven aan een non-profitorganisatie, Mariene Toegepaste Onderzoek en Exploratie (MARE), die over de technische expertise beschikt om het systeem te bedienen en te onderhouden en om zeebaarsonderzoeken uit te voeren vanaf boten langs de kust van Californië.

Het bentische observatiesysteem is slechts het nieuwste voorbeeld van MBARI-onderzoek dat andere organisaties helpt bij het aanpakken van belangrijke problemen op het gebied van natuurbehoud en beheer in de oceaan. Volgens Mary Gleason, hoofdwetenschapper bij TNC, "Dit project vertegenwoordigt een belangrijke samenwerking tussen NGO's [niet-gouvernementele organisaties], vissers, onderzoekers, ingenieurs, en visserijmanagers om technologie te ontwikkelen die een belangrijke leemte zou kunnen opvullen in ons begrip van belangrijke visserijtakken en de habitats waarvan ze afhankelijk zijn."

Deze afbeelding toont de belangrijkste componenten die worden voorgesteld voor het benthische observatiesysteem met 8 camera's, te bouwen in 2018. Credit:Chad Kecy © 2017 MBARI