Seafloor Explorer: Meeresbiologie zum Mitmachen

Wer sich schon mal ein wenig mit dem Thema Citizen Science – der Öffnung wissenschaftlicher Projekte für die Mitarbeit interessierter Laien – befasst hat, kennt natürlich bereits die Citizen Science Alliance und deren Zooniverse-Plattform, auf der man sich an so tollen Astronomie-Projekten wie Planet Hunters, Ice Hunters oder dem Milkyway Project beteiligen kann.

Der jüngste Zooniverse-Zuwachs hat – ebenso wie das schöne Projekt Old Weather – ausnahmsweise nichts mit der Astronomie zu tun, verdient es aber dennoch, hier ausführlich vorgestellt zu werden. Kurz zusammengefasst geht es um die Auswertung tausender Fotos vom Meeresboden, die von einem Unterwasserkameraschlitten – der HabCam – im Nordatlantik aufgenommen wurden. Die von der Woods Hole Oceanographic Institution betriebene HabCam (Habitat Cam) wird dabei von einem Schiff in etwa 2 bis 3 Metern Höhe über den Meeresboden gezogen und kann pro Sekunde bis zu zehn Einzelbilder aufnehmen. Entstanden sind so bereits mehr als 40 Millionen Aufnahmen, die nun mit Hilfe von Software ausgewertet werden sollen: Wie viele Muscheln finden sich in bestimmten Arealen – und wie sind sie über den Meeresboden verteilt? Lassen sich Unterschiede in der durchschnittlichen Größe und Verteilung von Seesternen zwischen verschiedenen Arealen feststellen? Zu welchen Anteilen setzt sich der Meeresboden beispielsweise aus Sand, Kies oder Geröll zusammen? Und so weiter und so fort…

Das zu lösende Problem besteht nun darin, dass die für die Bildanalyse vorgesehenen Algorithmen noch getestet und verfeinert werden müssen, bevor sie Muscheln, Seesterne, Fische, Krebse und Bodenbeläge nicht nur wirklich zuverlässig identifizieren und zählen, sondern auch Lebewesen vermessen und klassifizieren können. Für den erforderlichen Feinschliff wird ein (natürlich möglichst großes) Testset von Aufnahmen benötigt, auf denen Menschen bereits genau die Aufgaben ausgeführt haben, die von der Software übernommen werden sollen.

SeafloorExplorer

Und genau hier kommen die Citizen Science Alliance und Zooniverse ins Spiel: 100.000 der 40 Millionen von der HabCam aufgenommenen Fotos werden über das neue Projekt Seafloor Explorer einer breiten Masse an enthusiastischen Wissenschaftsfreunden (Zooniverse hat bereits über 675.000 registrierte Mitglieder) zur Verfügung gestellt, die auf diesen nach Herzenslust identifizieren, vermessen und klassifizieren können. Die auf diese Weise manuell ausgewerteten Fotos werden in einigen Monaten die Datengrundlage für die Weiterentwicklung der Algorithmen für die automatische Auswertung bilden, mit denen man dann irgendwann die Hauptmasse an Fotos auswerten kann.

In der Praxis läuft dieser Vorgang in drei Schritten ab. Zuerst versucht man zu identifizieren, aus welchen wesentlichen Bestandteilen sich der Meeresboden in einer zufällig aus dem Bilderpool gezogenen Aufnahme zusammensetzt, wobei zwischen Sand, Muschelkalk, Kies, Geröll sowie größeren Steinen unterschieden wird. In diesem Fall etwa scheint der Boden hauptsächlich aus Sand und verstreutem Muschelkalk zu bestehen.

SeafloorExplorer Screenshot 01

Im zweiten, umfangreicheren Schritt werden Lebewesen identifiziert, klassfiziert und vermessen. Bei lebenden Muschen etwa werden zwei Linien durch die Längs- und Querachse gezogen, um nicht nur den Lageort der Muschel, sondern auch deren Größe festzuhalten.

SeafloorExplorer Screenshot 02

Für die Größenbestimmung von Muscheln, Seesternen, Fischen und Krustentieren kommen dabei jeweils leicht abweichende Verfahren zum Einsatz. So muss bei Seesternen etwa der Mittelpunkt markiert und von diesem ausgehend ein Kreis bis zur Spitze des längsten Arms gezogen werden.

SeafloorExplorer Screenshot 03

Wurden sowohl Bodenbeläge als auch Lebewesen “abgearbeitet”, liefert einem das System den genauen Aufnahmeort sowie die Aufnahmetiefe des soeben betrachteten Bildes und fragt nach, ob Auffälligkeiten (etwa interessant aussehende Fische oder nicht identifizierbare Objekte) zu erkennen waren, die man mit der Zooniverse-Community diskutieren möchte. Darüber hinaus lassen sich besonders eindrucksvolle Aufnahmen vom Meeresboden auch direkt per Twitter (das Projektteam twittert übrigens unter @seafloorexp) oder Facebook (auch hier ist das Projekt inzwischen zu finden) teilen (und damit vielleicht weitere freiwillige Helfer gewinnen).

SeafloorExplorer Screenshot 04

Man sieht schon: Seafloor Explorer ist ein wirklich schönes “Bürgerwissenschafts”-Projekt, bei dem sich das Mitmachen definitiv lohnt – immerhin unterstützt man durch die eigene Mithilfe wirklich spannende wissenschaftliche Forschung (geplant ist zum Beispiel die Anfertigung von Habitatkarten, aus denen sich die Verteilung von bestimmten Beutetieren zu den jeweiligen Fressfeinden herauslesen lässt). Darüber hinaus erhält man natürlich faszinierende visuelle Einblicke in das Leben im Meer – und ist vielleicht der erste Mensch überhaupt, der ein noch unbekanntes Meereslebewesen zu Gesicht bekommt. So konnte etwa gerade einmal eine knappe Woche nach Start des Projekts mit dem “convict worm” (so benannt wegen des auffälligen Streifenmusters) eine mögliche neue Spezies identifiziert werden – man darf also schon gespannt sein, welche Überraschungen die 100.000 Fotos der ersten Charge (die Freigabe von weiteren 150.000 Aufnahmen ist offenbar bereits beschlossene Sache) noch zu bieten haben werden. Wer nun Lust bekommen hat und mitmachen möchte, kann sich unter  http://www.seafloorexplorer.org registrieren und schon nach ein paar Klicks loslegen…

Convict Worm

Kommentare

  1. #1 Florian Freistetter
    20. September 2012

    Coole Sache! Werd ich gleich ausprobieren

  2. #2 anmasijo
    pale blue dot
    21. September 2012

    Das ist doch “Internet at its best”! Super, schaue ich mir gleich an. Immerhin weiß die Menschheit ja deutlich weniger über den eigenen Ozean Bescheid als über Millionen Lichtjahre entfernte Galaxien.
    Aufgrund der inzwischen doch sehr angespannten Situation sollte das doch rasch geändert werden!

  3. #3 Anti_Spam
    21. September 2012

    habe meine ersten 20 Bilder durch… sagen wir mal so: “Leben auf dem Meeresgrund” ist …anders. Mein “schönstes foto war ein absolut graues “Nichts” mit nur Sand und 1 oder 2 toten Muscheln…

  4. #4 nordlicht
    21. September 2012

    Ja, macht wirklich Laune, auch wenn’s bei mir noch nichts spannendes zu sehen gab. (Übrigens lohnt es sich, sich bei Zooniverse zu registrieren, auch wenn’s in der Regel nicht nötig ist, die halten einen dann regelmäßig per E-Mail auf den neuesten Stand)

  5. #5 Christian Reinboth
    21. September 2012

    @Anti_Spam: Ich gebe zu, ich musste mich auch durch zehn weniger spektakuläre Bilder arbeiten, bevor ich ein schönes mit Seesternen und Muscheln für den Blogbeitrag gefunden hatte. Inzwischen sind mir aber schon mehrere wirklich tolle Bilder untergekommen. Insofern: Am besten dranbleiben…

  6. #6 T. Werner
    21. September 2012

    Ich frage mich ohnehin wie es um die Langzeitmotivation bestellt ist. Es ist ja fast wie bei Wahlen: nachdem die erste Begeisterung verflogen ist kann man schnell den Eindruck bekommen das es relativ egal ist ob man nun teilnimmt oder nicht.

    Bei Seafloor Explorer habe ich nun gerade mal 50 Bilder durch. Aber bei Planethunters hat mich nach 3000 Sternen oder so der Burn-out erwischt, und ich habe mich gefragt was ich da eigentlich mache. Aber vielleicht geht das nur mir so.

    Grundsätzlich finde ich diese Projekte natürlich dennoch klasse, und ich hoffe das noch viel mehr davon kommen!

  7. #7 kereng
    22. September 2012

    Was ist denn der Unterschied zwischen “What do you think?” und “Start a discussion” auf der Diskussionsseite zu einem Bild?