Kan AI lære at forstå fisks følelsesliv?

Opdrætsvirksomheden AquaPri har forsynet kunder med fisk siden år 1900. Nu har de i et AI Denmark-projekt med os undersøgt, om sensorer og kunstig intelligens kan højne fiskenes velfærd. Det ser lovende ud.

”Vi vil helst have, at vores fisk svømmer stille og roligt i tankene. Men fisk kan som andre dyr i flok ’bisse’, dvs. at de svømmer hurtigt og ukontrolleret rundt i tanken. At fisk ’bisser’ er ikke nødvendigvis et tegn på stress; fiskene kan f.eks. godt bare blive forskrækkede,” forklarer Torsten Boutrup, der er dyrlæge hos AquaPri.

Han og hans kolleger ser, at fiskene nogle gange i højere grad og tilsyneladende umotiveret har denne adfærd, hvilket de opfatter som en stressreaktion. ”At fiskene ’bisser’ kan man se med det blotte øje, men vi kan jo ikke stå og holde øje med tanken hele tiden,” udtaler han. ”Og det er den samlede mængde uro over et døgn der er interessant, ikke den isolerede episode.”

Derfor ønskede AquaPri i et AI Denmark-forløb at undersøge, om et system kan generere data og give advarsler. Opgaven var at finde tegn fra fisken, der viser, at den er utilpas. ”Først derefter kan man begynde at gå på opdagelse efter, om vi gør noget forkert,” fortæller han. Forløbets resultat var et proof of concept. ”Ved at opsamle og måle på data kan vi godt identificere nogle parametre, som kan hjælpe os med at fastslå, om fisken er stresset.”

Et råb om hjælp: Når fisk bisser
Når fiskene svømmer meget uroligt i overfladen af vandet, opstår der en bestemt lyd, der kan detekteres, observerer Torsten Boutrup. ”Normalt står fiskene bare stille og roligt, men pludselig tager de en stresstur, hvor de farer rundt i tanken, så det plasker i overfladen.”

Vi opsatte forskellige typer af sensorer til at indsamle data fra udvalgte tanke i AquaPris opdrætsanlæg med sandart. Étienne Bourbeau, der er vores AI Specialist, brugte AI til at analysere de opsamlede data og fandt frem til, at lyd kunne identificere, når fiskene svømmede rundt i overfladen og plaskede. Ud fra de mange data kunne han finde sekvenser, hvor fiskene gav klart udtryk for en stressreaktion. Lydsekvenserne blev verificeret med kameraovervågningsdata, så man kunne sammenholde en specifik lyd med en vurdering af, om fiskene rent faktisk svømmede ukontrolleret rundt i tanken.

Projektet har vist, at sensorer kan generere data og resultater, der kan bruges til at vurdere fiskenes adfærd, som forhåbentlig kan korreleres til velfærd og dermed kan bruges til at optimere, hvordan AquaPri arbejder med fisken.

”Det er interessant, at vi kan få sådanne kontinuerlige data, som lydprofilerne her viser,” siger Torsten Boutrup. ”Men vi vil gerne et lag dybere ned. Disse data opgør kun episoder, som vi selv kan se med det blotte øje, og som vi derfor har en fornemmelse af til daglig,” uddyber han.

”Vi vil gerne have nogle sensorer, der giver os viden om adfærd, der kan tolkes som stress langt tidligere, og som vi ikke kan observere direkte. Det kunne f.eks. være bevægelsessensorer, der langt tidligere måler på mindre ændringer i svømmeadfærd, før der er udløst en meget kraftig reaktion, eller en sensor, der kan måle stresshormonet cortisol direkte i vandet hos fisken.”

Udfordring #1: Hvordan ved vi, hvad fisken føler?
Én af udfordringerne er, at man faktisk ikke ved så frygteligt meget om fiskevelfærd, og at forskningen ikke er entydig, betoner han. Der er masse af forskning på f.eks. kyllinger og deres velfærd, men det har man slet ikke på fisk, skildrer han.

Derfor er det vigtigt at få en sensor, der kan generere data, som vi derefter kan få viden af. ”Det ville være rart, hvis der fandtes metoder til at analysere helt entydige reaktioner fra fiskene.”

Udfordring #2: Hvilke faktorer påvirker fisken?
Der er mange parametre, der har en indflydelse på, hvor godt fisk trives i dambrug, fremhæver Torsten Boutrup. Det skyldes både ydre faktorer som anlæggets beskaffenhed, men også fiskens iboende karakteristika, f.eks. dens alder, størrelse og social struktur.

Sandarten er en stimefisk, når de er små, uddyber han. ”I naturen står de skulder ved skulder på bunden. Som lystfisker kan du opleve at sidde i flere timer og så pludselig fange fem i løbet af kort tid, og så er de væk igen. De har en social struktur, hvor de er mere eller mindre sammen i stimer.”

”Stimer er et udtryk for, at tingene kører, som de skal,” understreger han. ”Når jeg ser en fisk, som ikke vil være i stimen, er det fordi, den har problemer, er syg eller reagerer på noget.”

Men fiskeadfærd kan kun analyseres i fuld kontekst, for efterhånden som sandarterne bliver større, stimer de ikke i samme omfang, nuancerer han. ”Sandarter på 5-8 kilo er tit enegængere.” Så medens små fisk stimer, er de store fisk overvejende solitære.

Udfordring #3: Hvordan højner vi fiskens trivsel?
Fordi fiskenes adfærd og velfærd hænger sammen med deres størrelse, sorterer AquaPri fiskene, så de får en mere hensigtsmæssig fordeling i forhold til både fiskenes størrelser og antallet af kilo fisk per kubikmeter.

”Men hvad nu, hvis håndteringen stresser fisken?” spørger Torsten Boutrup. ”Der er meget lidt samlet viden, og forskere er ikke enige,” fortsætter han. Derfor ønsker han sig et redskab, der kan detektere tegn på mistrivsel, før han som dyrlæge kan se det.

Han ønsker at tackle problemerne, lige så snart fisken begynder at udvise tegn på ændrede adfærdsmønstre. ”Vi arbejder med tiltag, der er bedre for fiskene, så hvis vi kunne applicere dem på et tidligere tidspunkt, kunne vi måske finde ud af, om det gør en forskel for bestemte grupper af fisk. Måske findes der et redskab, der kan vise, hvordan de reagerer. Først derefter kan vi agere,” pointerer han.

Fra domesticering til datadrevet dambrug
Fordi AquaPri har avlet på fiskene i en længere årrække, har de nu fået en fisk, som ifølge Torsten Boutrup er mere social og rolig. ”Da vi startede, blev fiskene let ekstremt stressede, og vi var f.eks. ude for, at fisk døde, fordi vi borede i beton med en boremaskine. I dag virker de fuldstændig ligeglade med mange ydre påvirkninger. Men det er ikke sikkert.”

Torsten Boutrup blev ansat til at starte domesticeringsprocessen. ”Og den sker faktisk ret hurtigt,” mener han. ”Når du avler på den fisk, der performer bedst i dit anlæg, handler det jo ikke bare om, at den vokser bedst. Det betyder, at den reagerer bedst på alt det, du tilbyder den,” forklarer han.

Det er der ikke noget nyt i, for mennesket har domesticeret dyr siden bondestenalderen. Men måske kommer vi for fremtiden til at bruge sensordata og kunstig intelligens for at få udviklingen op på næste niveau.