En närmare titt på Kosterfjorden. Matthias Obst forskar på vattnen i Kosterfjorden och drar slutsatser om hur saker som klimatförändringar, fiske och trafik påverkar djurlivet. Till sin hjälp har han en så kallad digital tvilling – en metod som bland annat används inom industriell automation.
TEKNOLOGI. Det var ett av de svenska nyorden 2019 – digital tvilling. Bland annat syftar det på en metod för att testa automationslinor inom industrin. Men även inom marin forskning har uttrycket fått en bäring, bland annat för Matthias Obst, docent på institutionen för marina vetenskaper i Göteborg och knuten till C2B2.
– Vi använder det angreppssättet i en studie av Kosterfjorden, säger han.
Inom industrin kan det handla om att optimera prestanda för robotar, monteringslinor eller hela fabriker.
– Digitala tvillingar används för att förbättra tillverkningen, exempelvis göra den mer lönsam eller mer effektiv, säger Matthias Obst.
Enligt honom går det att överföra det till den marina världen, genom att anta att ett marint ekosystem också är en slags fabrik som tillverkar produkter och som behöver optimeras.
Just nu arbetar han med att bygga upp pilotstudier kring hur havets digitala tvillingar skulle kunna gå att använda i framtiden.
Analyserar DNA
Bland annat lägger han och hans medarbetare ut DNA-sensorer i havet, i så-kallade Autonomous Reefs Monotoring Structures (ARMS). Det de får in analyseras sedan med DNA-tester.
– Det går att identifiera hela det biologiska samhället och se hur det förändrar sig över tid, eller i respons till olika skyddsåtgärder och byggprocesser i havet.
Handlar det mest om små, mikroskopiska organismer?
– Nej, det kan även vara lite större djur, men i stadier när de fortfarande är mycket små.
Datan analyseras med olika mjukvaror. Sedan får Matthias Obst och hans kolleger fram en applikation: den digitala tvillingen.
I en aktuell studie har objektet varit Kosterfjorden. Där har flera hundra arter övervakats för att spåra långtidsförändringar och analysera dem i relation till mänskliga aktiviteter. Exempelvis klimatförändringar som ökar vattentemperaturen, eller fartygstrafik som sprider främmande arter. Men även hur de reagerar på skyddsåtgärder som att minska trålningen eller näringstillflödet.
Ett verktyg som använts i studien är plattformen Subsim, där filmat material från undervattensmiljöer analyseras med hjälp av AI.
Värmekänsliga organismer flyttar
I september publicerades studien Applying Deep Learning to Quantify Drivers of Long-Term Ecological Change in a Swedish Marine Protected Area som bygger på resultat från applikationen med den digitala tvillingen.
I arbetet har en modell för att detektera objekt tränats till att känna igen 17 olika ryggradslösa, bottenlevande djur, och i projektet kunde bland annat belägga att klimatförändringarna påverkar en del av de studerade organismerna.
– De som är mindre värmetåliga flyttar sig till större djup eller minskar i sin utbredning, säger Matthias Obst.
Han intresserar sig även för hur saker som fundament till havsbaserade vindkraftverk påverkar djurlivet.
– Tredimensionella strukturer kan bidra till mycket, men det är något vi behöver mäta och undersöka innan vi vet om det är bra eller dåligt.
Enligt honom såg vi förr mer negativt på den typen av påverkan, nu talar vi om att designa våra ekosystem.
– De klassiska metoderna för att bedriva naturvård behöver ses över. Vi behöver använda mer ingenjörsbaserade idéer som digitala tvillingar och annat för att kunna uppnå ett hållbart hav, säger han.
Deras sätt att arbeta med digitala tvillingar kommer enligt Matthias Obst att vara användbart inom initiativet UN’s Ocean Decade. Arbetet där startade 2021 och pågår till 2030, med målet att försöka vända den nedåtgående cykeln när det gäller havets hälsa.
På rätt ställe
För Matthias Obs är havsmiljöerna rätt element. Han är född i Jena i Östtyskland, 50 mil från kusten, och tog sig till Sverige via Danmark i början på 2000-talet.
– Jag doktorerade i Danmark, och kom till Kristineberg 2004 för att göra min post dok.
Efter det blev han etablerad med fru och familj i Göteborg.
Nu har han blivit något försvenskad och är bland annat en hängiven Vasaloppsåkare.
– Under kommunisttiden i Östtyskland talade man en hel del om att bygga upp det perfekta samhället. Det gick ganska dåligt. Men när jag kom hit till de skandinaviska länderna tyckte jag att man lyckats uppnå visionen som fanns i öst under kalla kriget.
Ingen tanke på att flytta tillbaka till Jena?
– Jag älskar den staden, men den är för långt från havet.
Fakta: Läs studien
Hela studien Applying Deep Learning to Quantify Drivers of Long-Term Ecological Change in a Swedish Marine Protected Area finns att läsa här.
Fakta: Matthias Obst
Ålder: 51 år.
Yrke: Docent.
Bor: Göteborg.
Familj: Fru och två barn.
Intressen: Skidåkning.
Håller på: fotbollslaget Qviding FIF.
Kör: Volvo V90.
Foto: Thomas Drakenfors