Skal redde laksen med AI-basert felle

Det var den lidenskapelige laksefiskeren og it-konsulenten i selskapet Otte, Per Øivind Skard, som kom med ideen til kinesiske Huawei. Han mente selskapet kunne bidra til å utvikle en AI-basert laksefelle som kunne skille ut pukkellaksen på vei opp i lakseelva.

– Skard kom til meg i slutten av 2019 og spurte om vi kunne gjøre noe. Vi har lignende prosjekter i andre land hvor vi bidrar med løsninger for å spore dyr, og vi hadde en løsning for telling av laks i forbindelse med vannkraftutbygging i Sverige, sier Monica Cheng som er direktør for bærekraft i Huawei.

Dette var starten på et samarbeid mellom Huawei, Simula Consulting og Troll Systems i Bodø. En forskningsgruppe i Simula har utviklet algoritmer for en AI-basert identifisering av pukkellaks, mens Troll Systems har produsert en laksefelle som er automatisert for å skille ut pukkellaksen. Allerede i fjor sommer hadde partene en laksefelle i Storelva der alle passeringer med laks, pukkellaks og sjørøye ble videofilmet. Det viste seg at over 60 prosent av fisken var pukkellaks.

Dør og råtner

Ifølge Norsk institutt for naturforskning hører pukkellaks naturlig hjemme i nordlige deler av Stillehavet. På 1960-tallet begynte den å spre seg til nordnorske elver fra Kolahalvøya i Russland.

Nå har den spredt seg sørover og skal til og med være observert i Akerselva i Oslo.

Pukkellaksen har en toårig livssyklus og dør etter gyting. Den er på Artsdatabankens svarteliste over fremmede arter i kategorien «høy risiko» på grunn av frykt for spredning av fiskesykdommer.

Det er stor usikkerhet om hvilken effekt den døde og råtnende pukkellaksen har på økosystemet i elvene. Og et stort antall jeger- og fiskeforeninger har brukt tusenvis av dugnadstimer på å fjerne pukkellaks manuelt før gytetida for atlantisk laks.

– Den invasjonen av pukkellaks som vi ble vitne til i 2019, var et sjokk. I Kongsfjordelva tok vi ut 1700 av 2000 pukkellaks takket være frivillig innsats fra medlemmene, sier Tor Schulstad i Berlevåg Jeger- og Fiskeforening til Teknisk Ukeblad.

Trenger teknologi

Han ser fram til å teste løsningen som nå er utviklet av Huawei, Simula og Troll Systems. I flere år har man forsøkt forskjellige mekaniske løsninger for å skille ut pukkellaks.

– Vi vet altfor lite. Nå jobber vi med å registrere smolt av pukkellaks som skal ut i havet om en uke eller to før den kommer tilbake neste år. Om det blir som vi tror – at vi får en tidobling av pukkellaks i elvene i Finnmark, vil vi ikke klare å håndtere dette uten ny teknologi. Om vi klarer å skille ut pukkellaksen med kunstig intelligens, har vi en mulighet til å redde villaksen. I tillegg får vi veldig mye mer kunnskap om hvordan elvene bør forvaltes, sier Schulstad til TU.

Det er Troll Systems som produserer fella som skal skille ut pukkellaksen. Gründer Rune Rørstad har spesialisert seg på utstyr til oppdrettsindustrien og spesielt bruk av polyetylen (HDPE). Han er lei av den massive kritikken av plast som materiale.

– Plast er fantastisk holdbart i vann og kan gjenbrukes. I denne fella gjenbruker vi noe av plast som er brukt innen oppdrett. Vi har på oppdrag fra Huawei laget en felle etter mønster av blant annet laksefella i Etne-elva i regi av Havforskningsinstituttet. Dette er en prototype som skal gli naturlig inn i elva. Vi stenger elva for alt annet enn det som skal være der fra naturens side, sier Rørstad.

Robotisert felle

Når denne enheten senkes i Storelva, stenges elveløpet av et flytende gjerde med horisontale plastrør – all laks blir ledet inn i en trakt hvor fisken blir fotografert og identifisert som enten atlantisk laks, pukkellaks eller sjørøye. Målingene i fjor viste at over 60 prosent av laksen var pukkellaks.

Fordi den atlantiske laksen skygger unna den mer aggressive pukkellaksen kommer de gjerne hver for seg inn i trakta. Kunstig intelligens vil sørge for at en port i fella åpner seg for villaksen slik at den kan svømme videre oppover elva, mens pukkellaksen blir stående i en tank og manuelt kan tas opp for å drepes. Om den tas opp før gyting i august, kan den utnyttes som mat eller dyrefôr.

– Vi har plass til 50-60 pukkellaks i det jeg kaller venterommet. På grunnlag av dataene i fjor tror vi at vi kan identifisere over 90 prosent av artene gjennom AI, forteller Rørstad.

Simula Consulting har utviklet AI-løsningen som ligger til grunn for identifikasjon av pukkellaksen. Data scientist Omar Richardson sier at en gruppe på fem forskere har analysert tusenvis av bilder med utgangspunkt i videomaterialet fra fjorårets stream i Storelva.

– Det viktigste identitetsmerket er ikke laksens pukkel, men halemønsteret som er helt spesielt. Vi har utviklet algoritmer som predikerer hvordan pukkellaksen ser ut og oppfører seg. Systemet er laget for å identifisere fisken i Storelva og ingenting annet. I tillegg har vi jobbet med utvikling av løsninger for å lagre dataene, sier Richardson.

Teknologisjef Vegard Kjenner i Huawei Technologies sier at det tar åtte millisekunder fra den atlantiske laksen passerer kamera til prosessoren sender en kommando til enheten som åpner porten i laksefella slik at den kan svømme videre oppover elva. Tilsvarende vil PLS-systemet sørge for at pukkellaksen blir stående i fella.

– Dette blir som en grensekontroll der vi sjekker det biometriske passet til fisken, sier Rune Rørstad i Troll Systems.

Vil dele data

Huawei har ikke mottatt noe støtte for utviklingen av systemet. Selskapet har bærekraft som mål og har finansiert lignende prosjekter i andre land, ifølge kinesiske Yang Wang, MKT & Solution Director i Huawei Enterprise Nordic. Han har kommet fra forskningsavdelingen i Stockholm for å se på laksefella som settes sammen hos Troll Systems i Bodø.

­– All data som vi samler fra Storelva vil ligge i en portal som vil være tilgjengelig for alle som driver med forvaltning av lakseelver i Norge. Det fantastiske med AI er at systemet vil bli forbedret jo mer data vi får inn. Vi kan legge på nye lag med informasjon etter hvert som vi får erfaring med bruk av systemet, sier Vegard Kjenner.

Bruker millioner på pukkellaks

Seniorrådgiver i Miljødirektoratet Eirik Frøiland leder en nasjonal kompetansegruppe for tiltak mot pukkellaks fra sitt kontor i Vadsø.

– Statsforvalteren i Troms og Finnmark kjøper inn fiskefeller etter en tildeling fra Miljødirektoratet på 10 millioner kroner. Det dreier seg om ulike varianter som vi håper å ha på plass innen 2023 da det er ventet en større invasjon av pukkellaks. De lokale fiskeforeningene skal få utstyret og vi jobber for å få på plass finansiering av driften i tillegg.

Ifølge Frøiland kreves ulike varianter avhengig av hvordan elvekanalene er utformet. Han skal besøke Berlevåg i sommer for å se på erfaringene med den robotiserte fiskefella fra Huawei og Troll Systems.

– De automatiske fellene kan gi oss mye tilleggsinformasjon når det gjelder data for bestanden i lakseelvene, slik at man kan beregne hvor mye som skal fiskes. Derfor tror jeg kunstig intelligens for å artsbestemme livet i elvene kan bli veldig positivt, sier Frøiland.

Han sier at flere aktører jobber med ulike løsninger og nevner blant annet River Protection i Alta.

I regi av Havforskningsinstituttet har Etne-elva hatt en flyterist siden 2013. Den er laget av Cramer Fish Science California og har vært svært effektiv når det gjelder å kartlegge mengden av rømt oppdrettsfisk og stoppe denne fra å ødelegge for villaks-bestanden.

– Vi har to kameraer som overvåker fisken, men har ikke hatt ressurser til å utvikle noe AI-system for identifisering. Vi har utvekslet informasjon om laksefella som skal testes i Berlevåg, men for de mellomstore elvene vil også flyterist være godt egnet. Det er et utrolig enkelt og robust system, sier forsker og prosjektleder for instituttets stasjon i Etne-elva, Øystein Skaala til TU.

Denne artikkelen ble først publisert i TU-magasinet, nr. 6/2022.