SICAPTOR: Implementación de un sistema electrónico de documentación de la captura total para una gestión sostenible y en línea de los recursos pesqueros

IIM FEMP
Temática: 
Eje 1.1 Innovación pesca
Objetivos: 

 

Objetivo general:

Desarrollar e implementar de herramientas innovadoras usando técnicas de inteligencia artificial, como por ejemplo Machine Learning/Deep Learning, y descomposición en valores singulares, para la identificación y cuantificación en línea de la captura de forma robusta y fiable, incluso cuando los ejemplares en la cinta transportadora están solapados y/o superpuestos. 

 

El enfoque innovador del proyecto permitirá la toma de decisiones en tiempo real mediante la utilización de mapas que describen el estado de los stocks pesqueros en base a distintos criterios: índice de idoneidad pesquera, presencia de juveniles/especies vulnerables o relación coste/beneficio. Dichos mapas se generan en un Geoportal mediante la combinación de herramientas avanzadas GIS, modelos matemáticos y datos suministrados por el iObserver. Armadores, científicos y/o legisladores podrán usar estas novedosas herramientas para la identificación de áreas óptimas de pesca, evitando las capturas no deseadas y minimizando los descartes pesqueros, o para el desarrollo de una regulación eficiente que garantice la sostenibilidad de los recursos pesqueros y el cumplimiento de la obligación de desembarco.

 

Objetivos específicos:

  1. Dotar al sistema iObserver con herramientas fiables para el reconocimiento de especies con ejemplares solapados
  2. Mejorar y ampliar el catálogo de especies incluídas en el iObserver
  3. Dotar al sistema iObserver de una completa autonomía en su manejo
  4. Conseguir un sistema de iluminación que permita obtener unas condiciones de luz homogéneas en toda la fotografía
  5. Dotar al iObserver con un sistema de sensores que permita la captura automática de fotografías evitando el solapamiento de imágenes
  6. Probar la eficiencia de las mejoras del iObserver a bordo de barcos pesqueros
  7. Mejora de las herramientas GIS disponibles e introducción de las mismas en la gestión de la actividad pesquera diaria de cara a la minimización de descartes y cumplimiento de la obligación de desembarque
Descripción: 

La disponibilidad de datos completos y fiables de la actividad pesquera (capturas + descartes) permitiría a los armadores evaluar el estado de las distintas zonas de pesca y mejorar su eficiencia. Además, dicha información se podría usar para mejorar las políticas de gestión de las pesquerías o para verificar el cumplimiento de las políticas europeas de eliminación de los descartes pesqueros (obligación de desembarque).

 

Los sistemas disponibles en la actualidad para la recolección de estos datos tienen una serie de desventajas que hacen que la información sea incompleta o de poca calidad. Principalmente, las desventajas están relacionadas con: elevado coste de los sistemas, baja fiabilidad de los datos, baja cobertura de las zonas de pesca o la interferencia en la actividad pesquera. Es necesario, por lo tanto, el desarrollo de nuevas soluciones que sean capaces de hacer frente a dichas desventajas, como la inclusión de tecnologías de monitorización electrónica que permitan identificar y cuantificar, en tiempo real (online) toda la captura a bordo de barcos comerciales.

 

Una de las tecnologías más prometedoras es el sistema iObserver, desarrollado en el marco del proyecto LIFE iSEAS. Se trata de un dispositivo electrónico que, instalado sobre la cinta de triado, obtiene fotografías de toda la captura. El software instalado en el iObserver, basado en visión artificial, analiza cada una de las fotografías, identificando la especie y estimando el tamaño y el peso de cada ejemplar. Además, crea un archivo de texto que contiene toda la información. Esta información se envía en tiempo real, vía satélite o telefónica, a un servidor en tierra. Allí se analiza y se usa para alimentar los modelos matemáticos que permiten hacer predicciones del estado de la pesquería. Además, se hace uso del Geoportal, entre otras herramientas SIG (Sistemas de Información Geográfica), para generar mapas que permiten visualizar de forma sencilla los datos.

 

El proyecto buscaba mejorar este sistema para que pueda proporcionar datos más fiables de toda la captura, utilizando herramientas de inteligencia artificial que identifiquen objetos en imágenes o vídeos. SICAPTOR ha introducido estas tecnologías de última generación en el sector pesquero a fin de modernizarlo y disponer así de nuevas herramientas que le ayuden en su actividad diaria y en una gestión sostenible de los recursos, cumpliendo además con los requerimientos establecidos en la Política Pesquera Común y su Obligación de Desembarque.

Resultados del proyecto
Resultados: 

El proyecto SICAPTOR, liderado por la entidad IIM-CSIC, fue desarrollado con el apoyo de otras entidades socias como el IEO, CESGA Y OPROMAR.

 

Los resultados se han validado durante los 27 días de campana en los barcos arrastreros Portosano y Rica de Marín, en los que se han realizado 56 lances de pesca en condiciones reales a bordo, dando resultados prometedores y sin registro de fallos técnicos o de funcionamiento del dispositivo durante los mismos.

 

El proyecto ha permitido obtener una mejora sustancial del sistema de monitorización electrónica iObserver para la cuantificación de la captura total, incluyendo los descartes, tanto del software como del hardware, del sistema mediante:

  • El desarrollo de nuevos algoritmos de reconocimiento de especies, usando técnicas de deep learning y redes neuronales convolucionales y obteniendo más de un 98 % de acierto en la identificación de especies y un error absoluto medio de un 3 % para la estimación de la talla (con una red convolucional creada desde cero) para los casos de ejemplares con solapamiento leve o moderado.
  • La ampliación del catálogo a 10 especies de interés a identificar por el iObserver: los nuevos algoritmos desarrollados permiten identificar lo que inicialmente se agrupaba como rubios (Trigla lyra; Aspitrigla cuculus; Eutrigla gurnardus y Chelidonichthys lucerna) y gallos (Lepidorhombus boscii y Lepidorhombus whiffiagonis). Además, se añadió la faneca (Trisopterus luscus), una especie de interés comercial, tres especies de rayas (raya común -Raja clavata-; raya pintada -Raja montagui-; raya santiaguesa -Leucoraja naevus-) de gran interés en estudios de supervivencia.
  • La automatización del sistema, mediante mejoras en el software de usuario del iObserver, y el desarrollo de una solución software para detectar de forma adecuada los inicios/fin de lances a partir de los datos del GPS del barco.
  • La mejora del sistema de iluminación mediante una actualización basada en cuatro focos led regulables con filtros polarizadores para evitar la aparición de zonas con brillos y/o sombras que dificulten el reconocimiento de especies, mejorando la nitidez y resolución de las fotografías obtenidas.
  • La mejora de la sensórica para la captura de imágenes, evitando sobreestimaciones/duplicidades en la cuantificación de la captura. Se implementaron dos soluciones: por un lado, un conjunto de sensores físicos altamente resistentes en entornos marinos agresivos, y por otro, un algoritmo software de flujo óptico que permite la captura automática adaptada a distintas velocidades de cinta.

 

Cabe destacar que gracias al iObserver, se pueden obtener datos robustos, continuos y en tiempo real de las capturas totales que están realizando las flotas, que alimentan al geoportal de capturas y a las herramientas de generación de mapas de predicción integradas en él. Estos mapas permiten realizar una gestión de la actividad pesquera diaria más sostenible en base a distintos criterios, como el porcentaje de descartes máximo, la presencia de juveniles/especies vulnerables o la relación coste de combustible/beneficio. Estas herramientas han sido probadas a bordo de los barcos comerciales participantes en SICAPTOR, obteniendo muy buenos resultados en cuanto a la reducción del volumen de descartes, con un 50-60 % menos de biomasa descartada cuando los patrones usan estas herramientas GIS y de predicción.

 

Los productos entregados en el proyecto fueron los siguientes:

  • Informe sobre las mejoras software y hardware implementadas en el iObserver
  • Informe de resultados sobre el uso del iObserver y las herramientas GIS a bordo de barcos oceanográficos y comerciales
  • Factsheet del proyecto SICAPTOR en papel y digital
  • Poster Jornada de resultados El futuro de la monitorización electrónica remota (REM) en la actividad pesquera
  • Poster Sistemas de información geográfica y herramientas para la monitorización electrónica aplicada al sector pesquero, del taller dirigido a la administración
  • Cartel Jornada Sicaptor – iSEAS El reto de la reducción de los descartes de la pesca y la obligación de desembarco
  • Paneles Sicaptor para IMM  y para OPRAMAR
  • Roll-up Proyecto Sicaptor
  • Folletos Sicaptor con la descripción del proyecto y los resultados
  • 250 carpetas y 250 bolígrafos para distribuir información durante los eventos organizados
  • 4 videos publicados en YouTube:
    • Introducción al proyecto
    • Desarrollos realizados en el proyecto SICAPTOR
    • Resultados de proyecto SICAPTOR
    • Demostración y validación del sistema iObserver a bordo
  • Un artículo en la revista científica Fisheries Journal: Environmental implication of discarding fish in northern Spanish coastal bottom otter trawl fisheries (Anexo XII)
  • Dos artículos en las revistas especializadas Industrias Pesqueras y Europa Azul: SICAPTOR, la pesca inteligente  y La monitorización electrónica remota: el 'Gran Hermano' del que el sector pesquero recela, respectivamente.
  • Geoportal de capturas: http://iseas.cesga.es
  • Base de datos que contiene diferentes agentes del sector pesquero (asociaciones de productores, administraciones, empresas proveedoras/desarrolladoras de tecnología, etc.), actualizada durante la ejecución del proyecto.
Convocatoria de subvenciones: 
2018
Estado: 
Cerrado
Año de inicio: 
2019
Año de finalización: 
2020
Beneficiario: 

Instituto de Investigaciones Marinas - Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IIM-CSIC)

Cofinanciado por: 
FEMP
Socios: 

Instituto Español de Oceanografía (IEO)

Fundación Pública Galega Centro Tecnolóxico de Supercomputación de Galicia (CESGA)

Organización de Productores de Pesca Fresca del Puerto y Ría de Marín (OPROMAR)