Reviewing seas of data: Integrating image‐based bio‐logging and artificial intelligence to enhance marine conservation
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Conservation of marine ecosystems can be improved through a better understanding of ecosystem functioning, particularly the cryptic underwater behaviours and interactions of marine predators. Image‐based bio‐logging devices (including images, videos and active acoustic) are increasingly used to monitor wildlife movements, foraging behaviours and their environment, but generate complex datasets needing efficient analytical tools. We review advances in image‐based bio‐logging technology for ecological studies on marine fauna. Emphasis is placed on the diversity of data collected, merging research questions, challenges in image processing, and integration of Artificial Intelligence (AI) methods. Image‐based system issues, such as exposure, focus, blurriness, colour balance, moving background, perspective and scale variability are even more challenging in underwater images where conditions change constantly and cannot be controlled. We list computer vision tools and algorithms available for analyses of underwater images, including enhanced tracking algorithms that recognise objects and treat images as a time series. Although AI and computer vision methods offer ample and robust analytical solutions for (semi‐) automated image processing, their uptake by marine ecologists has been slow. Collaboration among ecologists, modellers, statisticians, engineers and computer scientists is needed to integrate ecological questions, data selection and computational methodology. We propose a four‐phase framework for image data processing and analysis (video checking and manipulation, image processing, image labelling and model development) accompanied by detailed python code. We also outline the additional complications in aligning the diverse scalar movement metrics from bio‐loggers along with image‐based data, such as acceleration, depth and location, which typically are collected at different resolutions. Building analytical frameworks for on‐board image data collection (e.g. lightweight models) is also explored. We advocate for a collaborative research community at the Ecology‐AI interface, emphasising sharing and exchange of both data and tools to drive cross‐disciplinary innovation. Beyond the Ecology‐AI interface, we pave the path for the application of insights from image‐based bio‐logging technology enabling collaboration among scientists, conservation managers, and policymakers. Systematic applications of computer vision tools to image‐based bio‐logging technology will enhance the power these data hold, informing about the status of marine ecosystems, testing and developing ecological theory and aiding conservation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,011 | 0,040 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,004 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,005 | 0,008 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,004 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,003 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».