Identifikasjon av lakseindivider: Biometri fase 1 (SalmID)

Oppnådde resultater

Slutt rapport, klikk her.

Videreføring av prosjektet: Verifikasjon av algoritmer for biometrisk identifikasjon av lakseindivider (SalmID)

Hovedfunn
Det er utviklet en metode for biometrisk identifikasjon av laks ved hjelp av en unik markør som følger fisken uten fysisk inngripen. Fiskens prikkmønster benyttes til gjenkjenning av enkeltindividet ved hjelp av maskinsyn.

Videre forskningsbehov
Metoden har potensiale til å kunne brukes for sporing av laks på individnivå i hele verdikjeden. En videreføring av arbeidet vil innebære et oppsett av en automatisk datainnsamlingsrigg som kan samle en store mengder billeddata. Dette vil muliggjøre testing, validering og eventuell forbedring av den presenterte algoritmen.

FHFs vurdering av resultater og næringsnytte
Metoden som er utviklet har potensiale til å brukes utover sporing av enkeltfisk i slakteri. Man vet ikke når prikkmønster på fisk er etablert og om det kan benyttes på et tidlig stadium for å følge fisk under produksjon. Sporing av enkeltfisk uten at man må benytte fysiske merker og som kan leses på en rask og enkel måte, kan ha stor nytte for næringen og kan brukes i mange sammenhenger.

Bakgrunn

Arbeidet med kvalitetssortering, singulering og orientering av hel laks på lakseslakteri er arbeidskrevende. Per skift er det 4–5 operatører som gjør denne jobben på et typisk slakteri med følgende arbeidsoppgaver:

1. kvalitetsgradering basert på ytre trekk

2. kvalitetsgradering basert på bukinspeksjon

3. singulering og orientering av fisken

Gjennom samarbeidsprosjekter med brukere og utstyrsleverandører er det kommet frem ønske om å automatisere de overnevnt oppgaven. SINTEF Fiskeri og havbruk har jobbet med prosjekter hvor oppgavene har rettet mot:

1. kvalitetssortering basert på ytre trekk (deformiteter, sår og kjønnsmodenhet)

2. singulering og orientering

Resultatene fra dette prosjektet er under implementering gjennom et Innovasjon Norge-prosjekt. SINTEF bidrar med kunnskapsoverføring innen teknologi for avansert 3D-skanning og kvalitetsgradering av hel laks.

Hos lakseslakterier er fleksibilitet når det gjelder hvor kvalitetsgradering gjøres en stor fordel. For å spore laksen på individnivå gjennom slakteriet, f.eks. før og etter skylletank, er det ønskelig med tagging som er så rimelig, praktisk og enkel som mulig.

Identifikasjon av lakseindivider ved biometrisk skanning kan gjøre det mulig å spore enkeltlaks internt i et slakteri, uten bruk av fysiske merker, tags, RFID (radio-frequency identification) eller lignende. Dette betyr i praksis at ulike typer kvalitetsgraderinger (ytre og indre) og håndtering/sortering kan gjøres på det stedet i slakteriet hvor dette er mest praktisk og samtidig knytte all informasjon om kvalitet og andre parametere til hver enkelt laks, uansett hvor individet befinner seg i slakteriet.

Med bakgrunn i dette er det ønskelig å utvikle teknologi gjennom tre faser for biometrisk skanning ved bruk av maskinsyn, som muliggjør sporing av enkeltlaks i slakteri. Denne teknologien vil senere kunne tas i bruk i andre deler av verdikjeden.

Hver fase kan kort beskrives på følgende måte:

Fase 1: Test av hypotese. Utstyrsleverandører, sluttbruker og andre får tilgang til forskning og kunnskap omkring biometrisk skanning av laks og får svar på om det faktisk er mulig og hensiktsmessig å bruke denne teknologien.

Fase 2: Utvikle prototype. Utstyrsleverandørene får kompetanseoverføring fra FoU-miljø og dermed tilgang til teknologi som kan gjøre biometrisk skanning tilgjengelig for norsk laksenæring.

Fase 3: Industrialisering av teknologien. Biometrisk skanning integrert i et lakseslakteri gir bedre sporbarhet internt i lakseslakteriet med mulighet for bedre logistikk og mer fleksibel layout av produksjonslinjer og -utstyr.

Fremtiden: Det er håp om at biometrisk skanning av laks og annen fisk kan revolusjonere sporbarheten i hele verdikjeden, på individnivå, fra hav til fat.

Forventet nytteverdi

Identifikasjon av lakseindivider ved hjelp av biometrisk skanning skal gi bedre sporbarhet og dokumentasjon av enkeltindivider internt i et lakseslakteri med mulighet for bedre logistikk og mer fleksibel layout av produksjonslinjer og -utstyr uten bruk av fysiske merker. Det vil si at det skal være mulig å knytte informasjon elektronisk til hver enkelt laks gjennom hele prosessen fra slakting til pakking.

Gjennomføring

Hovedhypotesen som fremsettes i fase 1 av prosjektet, er at laksen kan individuelt tagges (merkes) digitalt utelukkende basert på utseende, gjenkjennes og differensieres fra all annen laks i et hvilket som helst punkt gjennom hele prosessen.

Basert på hovedhypotesen, introduseres følgende to delhypoteser som skal utforskes i prosjektets fase 1:

1. Prikkemønsteret på laksens hode/kropp er tilstrekkelig unikt til å identifisere laksen som individ, ut fra det antall laks som forventes å være tilstede i produksjonen til enhver tid og i løpet av en produksjonsdag.

2. Prikkemønsteret kan avbildes med maskinsyn og identifiseres ved egnede algoritmer.

Hensikten med fase 1 er å undersøke de fundamentale delene av problemstillingen, og vurdere hvorvidt og hvordan biometrisk skanning kan gjøres basert på prikkemønsteret på hodet/kroppen, på en måte som egner seg for internlogistikk i slakteri. Skanning og identifisering skal fortrinnsvis kunne fungere entydig på det antallet laks som forventes å være tilstede i fabrikken.

Dersom hypotesene er valide, vil det åpne mulighet for en fase 2 hvor det det er aktuelt å bygge en prototyp som utforsker hvordan man kan implementere dette industrielt, og/eller i hvilke retninger det må forskes mer.

Prosjektet skal gjennomføres som 2 arbeidspakker (APer) med følgende hovedinnhold:

AP1: Avbildningsteknikk og datainnsamling
Her skal det utvikles teknologi for biometrisk skanning av laks. Det skal vurderes flere aspekter knyttet til egnet maskinsynsteknologi, inklusive optimal belysningsgeometri, valg av bølgelengder på lys og optimalt kameraoppsett.

Arbeidspakken vil også ta for seg flere faser med avbildning av laks på laboratorium og slakteri av et tilstrekkelig antall laks til å danne statistisk grunnlag for utvikling av algoritmer for identifisering.

AP2: Algoritmer for identifisering
Algoritmer skal utvikles for entydig identifisering av laks, basert på prikkemønster på hodet/kroppen. Test av algoritmene skal gjøres på en innsamlet database med bilder av laks.