Tecnología para la identificación de Tiburones ballena y ciencia ciudadana
En el número de Ocubre 2023 de National Geographic hablan de un proyecto de investigación sobre los tiburones ballena, una ... Sigue leyendo El artículo Tecnología para la identificación de Tiburones ballena y ciencia ciudadana se publicó primero en Ikkaro.
En el número de Ocubre 2023 de National Geographic hablan de un proyecto de investigación sobre los tiburones ballena, una especie de la que se sabe muy poco.
Me ha gustado mucho porque el proyecto es una combinación ejemplar de ciencia ciudadana y tecnología aplicada al estudio de una especie y creo que esto, que seguro que se está haciendo ya, se puede extrapolar a muchos más casos similares.
El enfoque de este artículo es indagando en la parte más técnica, la de la identificación de los tiburones con la aplicación del algoritmo de Groth.
Los tiburones ballena (Rhincodon typus) son unos tiburones de gran tamaño que pueden llegar a los 20 m de longitud y vivir unos 100 años. Tienen unos puntos blancos distribuidos en el cuerpo, que conforman un patrón único para cada individuo, de forma que a través de fotos de los tiburones pueden identificar y hacer seguimiento de dónde han sido vistos. El standar dice que deben tomar el lado izquierdo del animal.
Ciencia ciudadana
La parte de ciencia ciudadana viene porque se pide a la gente que hace avistamientos que envíe sus fotos. Cada vez hay más turismo par ver a estos grandes animales.
Los biólogos, investigadores, empezaron a compara las fotografías subidas por la gente con el catálogo mundial Wildbook for Whale Sharks.
He visto proyectos similares donde las personas de a pie pueden ayudar con observaciones bien sean de musgos y líquenes, de arañas o de algún otro tipo de ser vivo.
Tecnología
Esta es la parte que más me ha interesado del artículo.
La parte de tecnología viene con el reconocimiento de este patrón, DNI de las ballenas. Se está utilizando el algoritmo de Groth para la identificación, este algoritmo creado por Jens Groth fue diseñado y es utilizado para cartografiar las imágenes espaciales captadas por el telescopio Hubble. Se ha utilizado y adaptado para la foto identificación de grandes peces en diferentes partes del planeta a partir del patrón de sus manchas.
En este caso en particular para poder coger bien el patrón se hacen unas recomendaciones
Es muy importante como se toma la foto, porque si no está recto, o si hay paralelaje podría distorsionarse las medidas entre puntos que se usan en el algoritmo.
Cómo funciona
En estos casos de identificación se usan adaptaciones del algoritmo de Groth.
- Se coge la imagen del patrón,
- se les da coordenadas a cada punto
- se relativizan las coordenada
- se forman todos los posibles triángulos entre cada combinación de tres puntos
- se realizan ciertas medidas sobre los triángulos que se serán las que servirán para decidir si hay coincidencia de patrones
- en uno de los papers elimina los triángulos más grandes que son los que más errores dan, pero se pueden tomar otros filtros.
Es importante estandarizar las imágenes, para asegurarnos que son correctas, por eso se tiene que ver la parte superior del tiburón para saber que está horizontal y que la foto sea lo más perpendicular posible al animal.
También para evitar las malas medidas se eliminan los triángulos más grandes que serán los que se vean más afectados por un error.
Como digo hay diferencias en los criterios de aplicación del algoritmo según el estudio que leamos. La base de todo es la creación de triángulos con los puntos y a partir de aquí se pueden medir alturas, áreas, etc y eliminar los subconjuntos de datos que creamos que pueden dar más error.
He leído estos 2 papers para ver como se utiliza
In this paper, we present a numerical method foridentifying individual whale sharks by the unique pat-terning of their surface spots. Our technique is adapted from an algorithm developed within the astronomical community for stellar pattern recognition.
Fuentes interesantes
- https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20050242953/downloads/20050242953.pdf
- Arzoumanian, Z., Holmberg, J. and Norman, B. 2005. An astronomical pattern‐matching algorithm for computer‐aided identification of whale sharks Rhincodon typus. Journal of Applied Ecology 42: 999-1011
- https://ica-adv.copernicus.org/articles/4/17/2023/ica-adv-4-17-2023.pdf
- https://medium.com/@emmabernstein2018/whale-above-the-stars-a1644720457
Cosas que se quedan en el tintero
Me pregunto si no tendrá más sentido entrenar algún algoritmo de IA o de deeplearning específicamente para reconocer a los individuos. Los algoritmos de vision computing están muy avanzados y puede ser una muy buena alternativa. Y como vimos, con los modelos TinyML podemos utilizarlos con una gran cantidad de dispositivos y en muchos medios diferentes
Lo próximo es implantar en Python el algoritmo de Groth para poder usarlo fácilmente cuando sea necesario.
- Tratamiento de la imagen para darles coordenadas de forma automática
- ¿Se puede aplicar a la identificaión de rapaces a partir de la silueta en vuelo?
Uso del algoritmo en más casos
El algoritmo de Groth se utiliza para la detección de estrellas en el Hubble, como hemos vistos también para el reconocimiento de los tiburones ballena, y además también las están utilizando en otras especies.
Como en la manta raya
Y en las manchas de la cara de los osos polares.
Tengo que pensar más usos y adaptaciones del algoritmo.
El artículo Tecnología para la identificación de Tiburones ballena y ciencia ciudadana se publicó primero en Ikkaro.
