Kunstig intelligens skal kjenne att den giftige maneta

Oktober 2023: 

Dei første meldingane byrjar å tikke inn på folkeforskingsplattforma Dugnad for havet. 

Kolonimaneta Apolemia har vorte observert langs norskekysten.

«Fra 2 cm til ca 3 meter. Veldig mange og ulike størrelser. Vanskelig å telle. Kan være flere hundre. Vi traff på de flere steder, i ca 1,5 km omkrets.»

«Observerte to stk. perlesnormanet på et oppdrettsanlegg under rutineinspeksjon»

«Store mengder av maneten i garn.» 

På eit kontor i gamlebygget på forskingsstasjonen i Flødevigen sit havforskar Tone Falkenhaug og følgjer vakent med. Manuelt går ho gjennom alle manet-observasjonane som har kome inn, stadfestar art og registrerer. 

Mønsteret som er i ferd med å tre fram er eitt ho har sett før. 

Tre millionar oppdrettsfisk døyr 

Dei siste tre åra har det vore likt: maneta dukkar opp langs kysten når det lir mot vinter, med ein topp i november/desember, og så dabbar observasjonane av att i januar. 

Perlesnormaneta har neslegift som kan skade oppdrettsfisk, noko som har hendt før. Falkenhaug varslar difor i dei kanalane ho kan – algestatus, hi.no, i media.

Men åtvaringane strekker berre eit stykke. Det finst nemleg ikkje så mykje ein kan gjere med desse manetene om dei først kjem nært merdane. 

I løpet av fjorårets vintermånadar sig maneta inn i oppdrettsanlegg etter oppdrettsanlegg langs kysten. Røktarane står att hjelpelause. 

Truleg døyr kring 3 millionar oppdrettsfisk som følgje av manet-åtak i 2023, syner Havforskingsinstituttet (HI) sin risikorapport – anten som følgje av akutte skadar eller skadar som dukkar opp over tid.

Havforskarane reagerte raskt. Dei heiv seg rundt og sette saman eit tverrfagleg team med deltakarar både innanfor og utanfor HI. Ulike forskingsgrupper, ulike kontoradresser og ulike innfallsvinklar. 

Det dei har til felles, er at dei skal sikre at perlesnormaneta ikkje kan skape like mykje trøbbel igjen. 

• Les også: Slik kan perlesnormanet påverke oppdrettsfisk

Tilbake igjen i år

– Det er så mykje vi ikkje veit om denne maneta. Vi veit ikkje ein gang kva art det er, seier Tone Falkenhaug no, på trappene til ein ny vinter.

Også i år har meldingar om perlesnormaneta byrja å kome inn. 

Falkenhaug har lenge etterlyst eit eige overvakingsprogram for maneter, og fjoråret var ein ekstra vekkjar. Eit av produkta frå det nyoppstarta prosjektet JellySafe er nettopp eit system for tidleg varsel om plankton-farar. 

Prosjektet skal ta føre seg maneta frå ende til annan. Frå biologien hennar og korleis havstraumane styrer ferda, til konkrete strategiar og tiltak for å avbøte faren om ho dukkar opp. 

Døyande, slår dei inn mot kysten

Forskarane veit at maneta er ein kolonimanet i slekta Apolemia. Som kolonimaneter flest, er ho sett saman av ulike individ som har ulike oppgåver – nokre skaffar mat, andre syter for reproduksjon. 

Men forskarane veit ikkje kva art ho er. 

Vi veit ikkje kor ho kjem frå, korleis ho kjem hit, kor djupt ho held seg, kor lenge ho lever eller om ho formeirar seg her.

– Den eine tingen vi faktisk veit er at desse manetene som når fram til norskekysten manglar symjeklokkene sine – dei fremste individa som syter for at maneta driv framover, seier Falkenhaug. 

– Dette tyder på at manetene er døyande innan dei når kysten vår. 

Historiske data + moderne teknologi

Sidan 80-talet har vi overvaka dyreplankton i norske farvatn. I dag har havforskinga opparbeidd eit enormt prøvearkiv frå dei ulike snitta som vert granska år etter år. 

No skal historiske data møte moderne teknologi.

– Desse prøvene som står fiksert på lager skal vi køyre gjennom analyseapparatet FlowCam, forklarar Falkenhaug. 

Enkelt forklart, er FlowCam som ein fotoboks med mikroskop-linse. Vi heller ei vassprøve i apparatet, som så «spyttar ut» fasit på kva plankton-liv som eksisterer i prøva. Forskarane får foto og storleikane til fleire tusen planktonorganismar. Kunstig intelligens hjelper så til med kjenne att dei ulike artane. 

For dyreplankton-overvaking er desse nymotens metodane allereie introduserte: 

– Men dagens metodar klarar ikkje oppdage maneter, som jo har kroppar som gele, seier forskaren. 

Difor lyt vi utvide biletarkivet vi brukar til å trene opp kunstig intelligens, med særskild fokus på perlesnormaneta. 

Anten det gjeld dei minste mikroskopiske bitane av ho, eller dei inntil 30 meter lange koloni-remsene. 

• Les meir: Slik vert  gamle planktonprøver gull verd med ny teknologi

Billeg drone, dyrbar kunnskap

– Perlesnormaneta er veldig karakteristisk, så det bør vere relativt enkelt å trene opp kunstig intelligens-modellen til å kjenne ho att, seier havforskar Mats Huserbråten. 

Forskaren er marinbiolog i botn, men har som han sjølv seier: «over middels» praktisk sans, noko kontoret hans også vitnar om. På bokhyllene langs veggen ligg små datadeler, brikker og ulike tekniske komponentar han brukar i dei ulike konstruksjonane sine.

Hans neste prosjekt er å utvikle ein sjølvgåande undervassdrone som kan oppdage perlesnormanet langs kysten. 

Dronen vert utstyrt med kamera og ei lita datamaskin med ein KI-modell som er lært til å oppdage den særprega maneta. 

– Tanken er å lage noko som er så billig som råd, slik at ein faktisk også kan ha råd til å skalere opp bruken av dronen, seier Huserbråten. 

Prototypen byggjer han sjølv – ved hjelp av forbrukar-elektronikk utvikla for flygande dronar og komponentar han teiknar og lagar med 3D-printer. 

– For denne dronen er det batteria som vert dyrast, men det er heilt vanlege batteri som vert brukte i moderne el-bilar eller i batteribankar til eit solcellepanel på hytta, forklarar forskaren.

«Kva er det der? Lat meg sjekke»

Dronen skal køyre såkalla transekt – gitte løyper – i kyststraumen utanfor Torungen fyr. Der skal dronen dukke ned til 20 meter og køyre kring ein kilometer før han går til overflata igjen – og slik skal han halde det gåande dagen lang. 

– Tanken er at når dronen ser noko som liknar ei perlesnormanet, så køyrer han av kurs for å ta nærbilete av objektet, forklarar Huserbråten. 

– Etterpå dreg han tilbake til kursen for å halde fram på ruta si, og rapporterer «heim» via 4G når han er i overflata: «Oi, her såg eg éi perlesnormanet, der såg eg hundre». 

Når batteriet byrjar å verte tomt, køyrer dronen heimatt til forskingsstasjonen i Flødevigen. 

– Dronen kan då gå ut om morgonen, og så køyre fram og tilbake fram til dagen etter. Då kan nokon hente han etter 9-kaffien, og det vil ikkje koste noko å ha han gåande. 

Med to slike varslarar, kunne den eine reist ut når den andre lada batteria.  

«Vêrmelding» for manet 

Medan dronen skal halde auge med kor manetene er her og no, skal oseanograf Jon Albretsen undersøke kor dei kan drive i framtida. 

Men først skal han sjekke korleis dei kan ha enda opp her: 

– Vi skal undersøke om det er ein samanheng mellom fysiske forhold i havet og at perlesnormaneta dukkar opp langs kysten, seier Albretsen. 

For i fråvær av fakta, har forskarane sjølvsagt ein del hypotesar om korleis maneta har kome til kysten.

Ein hypotese er at ho ikkje formeirer seg i norske farvatn, men kjem med atlantiske vassmassar. Ein annan er at ho kjem med djupvatn som strøymer opp. 

– Det kan vere maneta kjem drivande i overflata med atlantiske vassmasser, og det kjem mykje atlanterhavsvatn mot kysten om det er mykje lågtrykk og vind frå vest, forklarar oseanografen.

– Men kanskje kan vi knyte førekomstar til oppvellingespisodar? Med vedvarande frålandsvind, så er det typisk at djupvatnet kjem til overflata langs kysten. 

Albretsen og Falkenhaug skal i lag sjå observasjonshistorikken og havfenomena i samanheng.

Dette er nokre av observasjonane som er melde inn i Dugnad for havet så langt i år:

Manetmelding

– Det som er meir innovativt, er at vi skal predikere førekomst fram i tid, seier Albretsen.

Havforskaren skal byggje vidare på Strømkatalogen, som i dag brukar ein tilpassa modell for å simulere kor partiklar kan spreie seg med straumane langs kysten. Denne er allereie i bruk i både Havvarsel.no og Lakselus.no.

No skal vi bruke modellen til å utvikle ein 5 dagars «manetvarsel».

– Om vi får meldingar om større førekomstar av eller at nokon vert trefte hardt av perlesnormaneta, så kan vi seie noko om kven andre som eventuelt er i faresona, forklarar oseanografen: 

–  I detalj, kor vil maneta kunne drive vidare? 

Om vi får ein varsku om at maneta nærmar seg og kan modellere kor ho ender opp, kan avbøtande tiltak setjast i verk. Utfordringa? Det finst ikkje avbøtande tiltak – endå. 

Fordeler og ulemper for fiskevelferda

Til dagleg forskar Tina Oldham på fiskevelferd på forskingsstasjonen vår i Matre. Ho sette i gang den første studien på forsvarsmogelegheiter mot perlesnormaneta allereie i desember i fjor, og leier no JellySafe-prosjektet. 

– Det einaste vi kan seie i dag er at ein må sørgje for at miljøvilkåra i merdane er så gode som mogeleg, seier forskaren. 

Om maneta nærmar seg, er det viktig at fisken har gode oksygennivå i merden og ikkje er stressa. 

– Unngå all handtering så sant det let seg gjere – ikkje treng fisken saman og inga avlusing. Det går òg an å stoppe fôring i nokre dagar, slik at fisken ikkje brukar all energien sin på å ete. 

Om det er heilt naudsynt å frakte eller behandle fisken, må ein forsikre seg om at vatnet ein brukar ikkje inneheld maneta. Ein bør òg unngå å setje ut smolt i område der maneta er til stades.

Tusen manetbitar i merden

Tina Oldham sine første forskingsresultat tydde på at ein barriere fører til at færre maneter kjem inn i merden. Men dette igjen har sine eigne ulemper: 

– Dei same barrierane som held perlesnormaneta ute reduserer den naturlege vassgjennomstrøyminga, noko som såleis kan føre til lågare oksygennivå, forklarar forskaren.

Fjorårets forsøk synte likevel at det var nok å ha ei pumpe med låg lufttilførsel i merden for å halde trygge oksygennivå utan at ein samstundes dytta perlesnormaneta inn. 

Er perlesnormaneta komen til merden, ver varsam:

– Ikkje reingjer nota, om perlesnormaneta heng fast i maskene. Då vil maneta berre gå i tusen bitar, og enklare kome inn i merden, seier Oldham. 

Åtferdsindikatorar 

Perlesnormaneta vert delt opp i småbitar av havkrefter og hinder ho møter på ferda. Di mindre ho er, di enklare flyt ho gjennom notveggen og inn i merdane – og sjølv om ho er endå så lita, kan ho framleis brenne. 

JellySafe skal undersøke både korleis ein hindrar at maneta trenger inn i merdane, og korleis ein kan fjerne ho – om skaden først har hendt. 

Er der nokre stoff som er betre eigna til å stenge maneta ute av merden? Kan ein kanskje bruke straum til å «trigge» dei brennande neslecellene i maneta – slik at ho «fyrar av kruttet»?

Tina Oldham skal halde oversikta over alle trådane, arbeidspakkane og samarbeidspartnarane – og i tillegg skal ho sørgje for røktarane kan halde auge med merdene, frå avstand.

– Oppdrettsfisken reagerer når han møter maneta. Han endrar åtferda si – det ser vi både hos enkeltfisk og i grupper, seier ho.

Denne åtferdsendringa hos fisken forskar ho vidare på. 

Sym fisken på ein annan måte, om perlesnormaneta er komen i merden? Korleis plasserer dei seg? Kva gjer fisken med munnen? 

Ho har allereie fleire timar med video frå fjoråret, både frå då forskingsstasjonen vår på Austevoll vart råka av manetåtak og frå kommersielle lokasjonar. 

Desse skal havforskaren finstudere og bruke for å utvikle nye velferdsindikatorar for oppdrettsfisk.  

–  Vi byggjer opp eit videobibliotek av desse åtferdene som syner at det er perlesnormanet-fare på ferde. Ved hjelp av kamera i merden og kunstig intelligens, så kan ein då kontinuerleg overvake det som føregår under overflata hos fisken – frå land.