17 januari 2022

Dieren beschermen met data

Een digitale tweeling van de natuur

Veel diersoorten dreigen te verdwijnen door klimaatverandering en doordat dieren steeds meer leefgebied kwijtraken. Dat wil ik voorkomen door data te verzamelen om zo de gezondheid van onze natuur en wilde dieren bij te houden. Met een app maak ik zo een digitale tweeling van de natuur.

Hoe voorkom je dat dieren hun leefgebieden kwijtraken en zij hierdoor in het gedrang komen? Om dit te voorkómen moet je allereerst de problemen goed in kaart brengen. Alleen: je kunt niet overal tegelijk zijn. Wilde dieren hebben enorme leefgebieden en laten zich niet altijd makkelijk zien. Dat maakt het lastig om hun populaties te tellen. Of om bij te houden hoe deze populaties zich ontwikkelen. En om in kaart te brengen wat de belangrijkste bedreigingen zijn. Daarom werk ik aan een digitale oplossing om het inzicht in de gezondheid van onze natuur te vergroten – het ontwikkelen van een digitale tweeling van onze natuur.

Van ruimteschepen tot olifanten

Digitale tweelingen zijn niet nieuw in de wetenschap. Oorspronkelijk komt het idee van NASA, waar ze digitale tweelingen gebruiken om ruimteschepen te besturen op duizenden kilometers afstand van de aarde. Bijvoorbeeld toen ze op 18 februari 2021 een rover op Mars neerzetten.

Het principe werkt zo: een ruimteschip is beladen met honderden sensoren die informatie verzamelen over de staat van het voertuig. Alle relevante informatie wordt naar de aarde gestuurd en verwerkt door computermodellen, die op basis van deze gegevens berekenen wat de staat is van het voertuig. Bijvoorbeeld hoe hoog het vliegt, met welke snelheid, en of alle onderdelen hun werk goed doen.

Van deze berekeningen maken we een simulatie zodat je als het ware zelf met het voertuig ‘meevliegt’ richting het oppervlak van Mars. Zo ‘kijk’ je dus mee op plaatsen waar je eigenlijk in het echt niet bent. Dit principe gebruiken we ook als we beschermde dieren volgen zonder ze te verstoren. Of om een overzicht te krijgen over de olifantenpopulatie in een groot gebied, simpelweg omdat je niet overal tegelijk kan zijn.

Moet je dan alle olifanten volhangen met sensoren zoals bij de ruimteschepen van NASA? Dat is natuurlijk niet fijn voor die dieren en ook niet nodig. In mijn onderzoek zoek ik naar de beste oplossingen om zo goed mogelijk een tweeling te maken van onze natuur. Door bijvoorbeeld wetenschappelijke kennis over olifanten te gebruiken om te voorspellen waar ze van dag tot dag heen gaan. En door op een slimme manier data te verzamelen zodat we zo goed mogelijk weten waar ze zitten, zonder dat we daarvoor iedere dag het veld in moeten. Ook kijk ik naar andere data om olifanten beter te begrijpen en te voorspellen wat ze doen en waar ze zitten. Bijvoorbeeld door weerdata, satellietgegevens en vegetatiekaarten toe te passen. Ik combineer wetenschappelijke kennis en data om zo een echte digitale tweeling te maken van olifantenpopulaties in Afrika.

Een schematische weergave van een olifantenpopulatie (A) en zijn digitale tweeling (A’). De digitale tweeling is als het ware een levende kopie van de werkelijkheid, maar dan digitaal. Hiermee observeren we ongestoord hoe het gaat met de olifanten.
Koen de Koning voor NEMO Kennislink

Kraanvogels ‘volgen’ met de digitale tweeling

Er is al veel onderzoek gedaan naar olifanten en er is ook veel data beschikbaar. Maar het is nog niet zo eenvoudig om daar een digitale tweeling van te maken. Makkelijker is om voor een soort te kiezen die zich makkelijker laat voorspellen: de kraanvogel. Als we met een makkelijke soort beginnen, leren we op die manier ook veel over hoe je zo’n tweeling moet ‘bouwen’.

Sierlijke kraanvogels zijn zeldzaam in Nederland maar prachtig om te bewonderen!

Kraanvogels zijn sierlijke vogels die jaarlijks in oktober-november via ons land naar Spanje vliegen om daar te overwinteren. Ideaal: ze vliegen allemaal dezelfde kant op, en ze zijn allemaal maar één keer te zien. Als je ergens op de route staat, tel je allemaal terwijl ze overvliegen! Maar ook hier geldt: je kunt niet op elke plek tegelijk zijn. En twee maanden lang non-stop de lucht in de gaten houden of er nog ergens kraanvogels te zien zijn lijkt me ook nogal ondoenlijk.

Kraanvogels trekken in formatie naar het zuiden in het najaar.
Door Hamid Hajihusseini via Wikimedia Commons CC BY 3.0

Daarom ben ik bezig met het ontwikkelen van een digitale tweeling die het leven van een vogelaar een stuk makkelijker maakt! Het is een tweeling die precies bijhoudt waar de kraanvogels vliegen als ze boven Nederland zitten: waar ze vliegen, hoe snel ze gaan, en in welke richting. Via een app op je telefoon voer je zelf jouw waarnemingen in, zodat de machine berekent waar de kraanvogels naartoe gaan. Hiervoor gebruikt de tweeling wetenschappelijke kennis over het vlieggedrag van kraanvogels, en informatie van duizenden waarnemingen uit het verleden.

Met iedere nieuwe waarneming ‘leert’ de tweeling meer over dit vlieggedrag en breng je steeds nauwkeuriger in kaart waar de vogels vliegen. Daarnaast is de app op je telefoon een soort ‘buienradar voor kraanvogels’. Je krijgt een waarschuwing wanneer er boven jouw hoofd een groep kraanvogels vliegt, zodat je toch veel kraanvogels kan spotten zonder dat je daarvoor twee maanden lang met je hoofd in de wolken zit!

In dit filmpje leg ik meer uit hoe deze digitale tweeling werkt:

A digital twin of birdmigrations – YouTube.

Als een grote groep enthousiaste vogelaars van deze app gebruik maakt, krijgen we op de lange termijn steeds beter inzicht in het vlieggedrag van trekkende kraanvogels, hun aantallen, en hun voorkeuren voor rustgebieden. Dus ben jij een enthousiaste vogelaar, en spreekt het je aan om van deze app gebruik te maken? Laat me dat dan weten via koen.dekoning[at]wur.nl of mail me via NEMO Kennislink. De eerste liveversie van de app staat voor het najaar gepland. Maar eind februari vliegen de kraanvogels weer naar het noorden, en voor deze testronde kan ik nog wel een groep vogelaars gebruiken.

Met de inzichten van de app brengen we niet alleen het gedrag van de kraanvogels beter in kaart, we beschermen deze prachtige diersoort uiteindelijk ook beter. En op de langere termijn, andere dieren hopelijk ook met alle verzamelde data.

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.