WMR01 Accelerometrie voor zeehonden in het wild

Aanleiding van het project

Onderzoek van dieren in het wild heeft de laatste jaren met het zenderen een enorme vlucht genomen, zo ook met het zeehondenonderzoek. In het kader van de toenemende economische activiteiten in de kustzones waar zeehonden verblijven, is de afgelopen jaren veelvuldig gebruik van zenders gemaakt in het zeehondenonderzoek. Hiermee werd inzicht verkregen waarmee nadelige effecten van deze ontwikkelingen op de zeehondenpopulaties voor een deel beperkt kunnen worden. Zenders die voor dit onderzoek gebruikt worden kunnen accurate (GPS) locaties verzamelen, en gedetailleerde duikinformatie verzameld. Toch is het ingewikkeld het gedrag (bijvoorbeeld het rust-, foerageer- of trekgedrag) van de dieren hiermee te verklaren en is niet duidelijk hoe de dieren reageren op menselijke activiteiten. Daarmee zijn de beschermingsmatregelen die uit het onderzoek voortkomen mogelijk onvoldoende om nadelige effecten te beperken. Het registreren van accelerometrie (meer detail in de bewegingen van de dieren onderwater) een immense ondersteuning voor zijn om beter de zeezoogdierenpopulaties te beschermen.
De zenders die op dit ogenblik gebruikt worden hebben al de mogelijkheid accelerometrie data te genereren. Deze data is echter zo gedetailleerde en daarmee van zo’n omvang, dat deze niet in ruw formaat kunnen worden verzonden. Het ontbreekt vooralsnog aan algoritmes om deze zo samen te vatten dat de informatie ook gezonden en ontvangen kan worden. In dit project willen we deze technologie verder ontwikkelen.
Wanneer eenmaal een link gelegd kan worden tussen het duikgedrag en bijvoorbeeld foerageergedrag, kan met terugwerkende kracht bestaande zenderdata worden geanalyseerd. De grote database verzameld in het kader van de bouw van het Gemini windmolenpark kan op deze manier nog meer informatie genereren over mogelijke effecten en mitigatie ervan.

Doel van het project

Om negatieve effecten van de toenemende economische activiteiten op zee, waaronder windenergie op de zeehondenpopulaties te kunnen beperken, is het noodzakelijk niet alleen de directe, levensbedreigende, gevaren in kaart te brengen, maar ook te begrijpen hoe de activiteiten op lange termijn indirect een veel grotere groep dieren kunnen beïnvloeden. Gedragsveranderingen, zoals bijvoorbeeld minder efficiënt foerageren kan op den duur leiden tot ziekte of een lagere reproductie. In dit project willen we een nieuwe techniek ontwikkelen waarmee we deze veranderingen beter kunnen registreren, en zo duidelijker bepalen wanneer dieren door de werkzaamheden beïnvloed worden en gerichter de zeehondenpopulaties beschermen tegen eventuele aantasting.

Omschrijving van de activiteiten

1. Analyse van bestaande accelerometrie data (~2-3 maanden)
2. Bedenken van algoritmes die de accelerometrie data kan samenvatten (2-3 maanden)
3. Testen van de zenders in het veld (5-7 maanden)
4. Identificatie van gedragingen op basis van duikgedrag en retrospectieve analyse van bestaande data. (vervolgonderzoek)

Verwachte resultaten

1 Algoritme voor accelerometrie data voor duikgedrag zeehonden (zeezoogdieren) ~5 mnd
2 Nieuwe zenders die ook accelerometrie kunnen meten en verzenden ~12 mnd
3 “Sleutel” waarmee in retrospectief bestaande zender data beter kan worden geïnterpreteerd ~12 mnd

Innovativiteit

De accelerometriedata geeft weer hoe het dier in 3 dimensies (XYZ) versnelt in de tijd. Er bestaan al meerdere toepassingen met accelerometrie, zelfs een smartwatch kan tegenwoordig menselijke activiteiten identificeren: zwemmen, trappenlopen etc… Echter, voor wilde (zeezoog-)dieren is men nog niet zo ver en omdat de data in een hoge resolutie verzameld moet worden, moeten de loggers worden teruggevorderd om uitgelezen te worden. Veel zeezoogdieren zijn echter moeilijk terug te vangen. Daarom worden drijvende loggers toegepast die vervolgens in zee moeten worden teruggevonden. Dit is zeer kostbaar en lang niet altijd succesvol. Met de huidige zendertechnieken (zonder accelerometrie) is het beeld dat uit de gegevens verkregen wordt veelal 2-dimensionaal: voor elke duik worden op gezette punten de diepte geregistreerd.
Wij stellen voor door de accelerometrie data op een slimme manier (volgens nog te bepalen algoritmes) samen te vatten de twee technieken (accelerometrie en zenders) samen te voegen. Dit ontbreekt vooralsnog, terwijl hiermee essentiële onderzoeksvragen zouden kunnen worden beantwoord. Naar verwachting kunnen we dan uit de data bijvoorbeeld opmaken of een dier aan het foerageren is, door een versnelling of verandering in houding onderwater.
Door accelerometrie toe te voegen aan bestaande zenders verwachten we bovendien ook retrospectief onze bestaande dataset (van ~500 zenders, verzameld tussen 2005 en nu) opnieuw te kunnen analyseren en zo meer inzicht te krijgen in het gedrag van de dieren op zee onder verschillende omstandigheden.

Valorisatie

1 Algoritme (Zeezoogdieren) onderzoekers/
Makers van zenders Met deze kennis kunnen nieuwe zenders worden gemaakt die beter beschrijven wat de dieren in het wild doen
2 Zenders (Zeezoogdieren) onderzoekers/
Makers van zenders Nieuwe zenders geven toegang tot een beter begrip van zeezoogdierengedrag
3 ”Sleutel” (Zeezoogdieren) onderzoekers/
Opdrachtgevers Bestaande data kan opnieuw worden onderzocht waarmee vragen over verandering van gedrag, en in zeezoogdieren populaties beter kunnen worden beantwoord. Voorspellende scenario’s kunnen worden gemaakt die kunnen leiden tot minder verstoring van het marine milieu

Link naar projectresultaten…