Forschung und Technik zum Schutz der Fischfauna

NACHHALTIGKEIT

FishLab, ein Start-up mit Verbindungen zur HES-SO Valais-Wallis, geht beim Schutz der Fischfauna neue Wege. Mithilfe hochmoderner Tools des E-Health-Labors des Instituts Informatik revolutioniert FishLab die Überwachung von Stauseen und bietet einen auf Big Data basierenden Ansatz zum Erhalt der Artenvielfalt von Fischen.

Die Forschungsinstitute der HES-SO Valais-Wallis tragen im Rahmen von konkreten Projekten zum Schutz der Umwelt bei. Ein Beispiel hierfür ist das Start-up FishLab, das die Entwicklung und den Schutz der Fischfauna in zur Stromerzeugung genutzten Gewässern fördern will. Dieses innovative Projekt beruht auf Tools, die vom Team um Dr. Henning Müller, Leiter des E-Health-Labors am Institut Informatik, eigentlich für den Gesundheitssektor und die personalisierte Medizin entwickelt wurden. Die ursprünglich für die Bildanalyse im Gesundheitswesen konzipierte Technik wird hier genutzt, um die Bewegungen der Fische mittels einer Kamera zu überwachen und anschliessend mithilfe von Algorithmen zu analysieren.

Herausforderungen für den Gewässerschutz bis 2030

Gemäss dem 2011 revidierten Gewässerschutzgesetz der Schweiz müssen alle Staudämme bis 2030 mit Fischtreppen ausgerüstet und deren Wirksamkeit überwacht werden. Davon betroffen sind rund tausend Staudämme. Eine der Lösungen umfasst in Gehäuse integrierte Kameras, die vorbeischwimmende Fische filmen. Die Bilder werden von Biologen manuell analysiert, um den Fischbestand, die vorhandenen Arten und die Eigenschaften des Lebensraums zu beurteilen. Der Zeitaufwand für die Analyse von 30 Stunden Filmmaterial beträgt rund 1 Stunde. Andere Lösungen sind invasiv und verwenden z. B.  Reusen oder beruhen auf Stichprobenanalysen der Fischströme, welche die tatsächliche Fischwanderung nicht widerspiegeln.

FishLab: Technik zum Schutz der Fische

Mit den FishLab-Gehäusen können die wandernden Fische 365 Tage im Jahr rund um die Uhr gefilmt werden, wobei die Bilder einer automatischen Vorbearbeitung unterzogen werden. Dank der Nutzung von Big Data fördert FishLab die Entwicklung und den Schutz der Artenvielfalt der Fische. Das Ziel besteht darin, auf der Basis eines Machine-Learning-Ansatzes die Fische auf nichtinvasive und präzise Weise zu überwachen. Seit seiner Gründung im Jahr 2015 wurde das Start-up vom Bundesamt für Umwelt und der Stiftung TheArk finanziell unterstützt. Gegenwärtig arbeitet es im Rahmen eines Innosuisse-Projekts daran, die Automatisierung der Analyse der Fischströme zu verbessern und die parallele Datenverarbeitungsleistung zu erhöhen. Zu den Kunden von FishLab gehören unter anderem Wasserkraft- und Stromkonzerne, Stadtwerke und Kantonsverwaltungen.

Verbesserungspotenzial und neue Möglichkeiten

Die Analyse von Fischströmen hat ein grosses Verbesserungspotenzial. Aufgrund der inhärenten Komplexität erweist sich die Beobachtung der Bewegungen unter Wasser als schwierig. FishLab ermöglicht eine präzise und umfassende Analyse der wandernden Fischströme, wirft aber auch neue Fragen zu Vorgängen im Wasser auf, z. B. das Auftreten neuer Arten oder das Verschwinden von Arten. Wie können diese Phänomene erklärt werden? Muss der Mensch eingreifen? Mit der Weiterentwicklung der Diagnoseinstrumente und -techniken stellt sich analog zum Gesundheitssektor auch hier die Frage, wie mit den Erkenntnissen aus diesen Beobachtungen umgegangen werden muss.