News - Nuwe sagteware sal data-insameling van grootwithaaie...
Welkom 2018 Maties
Nuwe sagteware sal data-insameling van grootwithaaie standaardiseer
Die gebrek aan 'n gestandaardiseerde prosedure vir die insameling van data oor spesies soos die grootwithaai, wat ontwykend is en moeilik om op te spoor, het tot dusver alle pogings om hierdie diere te bestuur en te beskerm, belemmer.
Maar nou het 'n marinebioloog, 'n toegepaste wiskundige en 'n ontwikkelaar van sagteware ‒ almal verbonde aan die Universiteit Stellenbosch (US) ‒ hulle kragte saamgesnoer en na vore gekom met Identifin, 'n pasgemaakte sagtewarepakket wat hulle ontwikkel het om hierdie probleem op te los.
Dr. Sara Andreotti, 'n marinebioloog in die Departement Plant- en Dierkunde by die US, het as deel van haar navorsing meer as 5000 foto's van die dorsale vinne van grootwithaaie langs die Suid-Afrikaanse kuslyn geneem. Die agterrand van die dorsale vin van elke haai het 'n unieke patroon, iets soortgelyk aan 'n menslike vingerafdruk.
Oor 'n tydperk van ses jaar het sy 'n fotodatabasis saamgestel met inligting oor waar en wanneer 'n individuele grootwithaai gesien is. In die gevalle waar sy in staat was om ook 'n weefselbiopsie van die haai te neem, is die genetiese data ook met die haai se fotoprofiel verbind.
Maar al hierdie data het sy met die hand op haar persoonlike rekenaar ingevoer.
"Ek het byna van my kop af geraak. Ek het gou besef dat die opdatering van die databasis op die lang termyn al hoe meer van my tyd in beslag sou neem. Dis toe wat ek summier besluit het om by die afdeling vir toegepaste wiskunde om hulp te gaan aanklop."
Prof. Ben Herbst, 'n spesialis op die gebied van masjienleer, en dr. Pieter Holtzhausen, 'n sagteware-ingenieur wat op daardie stadium besig was met sy PhD in Toegepaste Wiskunde, was maar te gewillig om met dr. Andreotti se databasis te werk. Ek was uit die veld geslaan toe hulle ook opgewonde geraak het oor my data," lag sy.
Dr Holtzhausen verduidelik: "Ons het van 'n algoritmiese tegniek wat bekend staan as dinamiese tydsverwringing, gebruik gemaak om die 'vingerafdrukke' te vergelyk en te pas. Met hierdie tegniek kan enige data wat in 'n liniêre reeks omgesit kan word, geanaliseer word. Hierdie tegnieke word dikwels ingespan in sagteware wat gebruik word in spraakherkenning."
Die sagteware wat hulle ontwikkel het vir die herkenning van fotobeelde, genoem Identifin, vergelyk 'n natrekking (wat semi-outomaties gedoen word) van die agterrand van die dorsale haaivin, met die dorsale vinne van bestaande foto's in die databasis. Die foto's in die databasis word dan herrangskik en in rangorde geplaas volgens die waarskynlikheid van passing. Indien daar 'n passing is, sal die foto wat in die eerste plek geplaas is, die korrekte een wees.
Dit is hoe die koppelvlak van die Identifin vinpassingsprogram lyk. 'n Navorser neem die haaivinfoto (a) en dui die bopunt en onderpunt van die vin aan. Die sagteware trek dan outomaties (in rooi) die vinkepies na (b). Foto: Dr Sara Andreotti.
Die navorser vra dan die sagteware om die foto met die nagetrekte kepies te pas met bestaande foto's van potensieel dieselfde haai. Foto: Sara Andreotti
Terwyl hulle saam met Michael Meyer, 'n marinewetenskaplike van die Departement van Omgewingsake, en haaibewaringkskundige Michael Rutzen van Shark Diving Unlimited gewerk het, het dr. Andreotti besef dat die sagteware verfyn moet word ten einde 'n groot databasis vir die monitering van die grootwithaaibevolking op die lang termyn te kan onderhou.
"Die sagteware moet in staat wees om vinnig die vinidentifikasie van die nuut gefotografeerde haai te vergelyk met bestaande foto's in die databasis, moontlike passings te identifiseer, en dan boonop outomaties die haai se identifikasiebesonderhede op die databasis kan opdateer. Die databasis moet ook gebruikersvriendelik wees en op so 'n wyse gestruktureer wees dat verskillende navorsers dit oor die lang termyn kan gebruik.
Die pasgemaakte sagteware gebruik die hele bestaande databasis om foto's te vergelyk, pasmaats te vind en húlle dan te rangskik in volgorde van eendersheid, van links na regs. Daar is ook 'n ingeboude funksie in die sagteware wat 'n matriks opstel van die geskiedenis van hervaslegging van dieselfde haaie se data. Hierdie inligting kan gebruik word om skattings oor bevolkingsgetalle te maak. Foto: Sara Andreotti
Terwyl daar steeds ruimte vir verbetering is, het die sukses van hulle eerste proeflopies hulle hoop gegee dat hulle in die nabye toekoms Identifin sal kan gebruik om grootwithaaibevolkings op groot skaal te monitor.
"Voorheen, terwyl ek op see was, moes ek probeer om die haaie te onthou om te voorkom dat ek meer as een keer weefselbiopsies van dieselfde individuele haai neem. Nou kan Identifin die taak oorneem. Ek sal slegs nodig hê om die nuwe dorsale vinfoto's van my kamera af te laai op 'n klein veldwerkskootrekenaar. Daarna span ek net die sagteware in om vas te stel of ek reeds weefselmonsters het van die haaie wat op daardie stadium om die boot swem.
"Indien ek kan weet watter haaie se weefselmonsters ek nog nie het nie, kan ons slegs op diesulkes fokus. Dit sal ons tyd en geld spaar wanneer dit kom by genetiese analises in die laboratorium," voeg sy by.
Dr. Andreotti sê dat die gebrek aan gestandaardiseerde data-insameling tot dusver 'n groot beperking geplaas het op die kombinering van datastelle van spesies wat oor die wêreld heen verspreid is: "Ons hoop dat Identifin 'n oplossing vir hierdie probleem sal bied deur die ontwikkeling van 'n Suid-Afrikaanse bestuursplan vir grootwithaaie wat later wêreldwyd aangepas kan word."
Die volgende stap is om Identifin aan te pas vir die identifikasie van ander groot marinespesies en sodoende ander navorsers te help wat met dieselfde probleem worstel.
Die navorsing is moontlik gemaak deur finansiering van Shark Diving Unlimited, die Universiteit Stellenbosch, White Shark Diving Company en die Explorers Club.
Die navorsingsartikel: 'Semi-automated software for dorsal fin photographic identification of marine species: application to Carcharodon carcharias' is onlangs in die vaktydskirf Marine Biodiversity gepubliseer.
Selno: 072 3219198
Selno: 084 998 6386
Uitgereik deur Wiida Fourie-Basson, Media: Fakulteit Natuurwetenskappe, Universiteit Stellenbosch, 021 808 2684, science@sun.ac.za
great white sharks; conservation; marine biology; Department of Botany and Zoology; APPLIED MATHEMATICS; Department of Mathematical Sciences