Bursa Teknik Üniversitesi, deniz ekosistemini tehdit eden benekli balon balığının yapay zeka ile tespit edilmesine yönelik proje geliştirdi.
Sanal su altı ortamında balıkların dijital ikizleriyle oluşturulan görsel veri setiyle eğitilecek yapay zekanın, türü tanıyarak istilacı türlerin insansız su altı araçlarıyla daha hızlı ve doğru şekilde belirlenmesine katkı sağlamasının hedeflendiğini söyleyen BTÜ Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. İzzet Fatih Şentürk, “İleride belki bu bir su altı robotunda kullanılacak ve otonom bir şekilde, insan emeğine gerek duymadan bu balıkları imha edebileceğiz” dedi.
BTÜ, Türkiye kıyılarındaki ekosistemi ve halk sağlığını ciddi şekilde tehdit eden istilacı benekli balon balığının tespiti için yapay zeka tabanlı yenilikçi bir teknoloji geliştiriyor. Bu kapsamda hazırlanan ‘Türkiye Kıyılarındaki İstilacı Balon Balığı Türlerinin Tespiti İçin Unity Perception Tabanlı Sentetik Veri ile Güçlendirilmiş Sim2Real Derin Öğrenme Modelinin Geliştirilmesi’ başlıklı proje, TÜBİTAK 1002 Hızlı Destek Programı tarafından desteklenmeye hak kazandı. Projenin yürütücülüğünü, BTÜ Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. İzzet Fatih Şentürk üstlenirken araştırmacı olarak bilgisayar mühendisliği bölümü yüksek lisans öğrencisi Hasan Kalkan yer alıyor.
Proje ile zorlu ve maliyetli okyanus verilerine ihtiyaç duymadan sanal ortamda binlerce ‘sentetik görsel’ üretilerek otonom sistemleri eğitecek yapay zeka modellerindeki veri yetersizliği probleminin aşılması hedefleniyor.
“Gerçekçi bir ortamda simüle ediyoruz”
Proje hakkında bilgi veren Doç. Dr. Şentürk, “Ben üniversitemizde bilgisayar oyunlarında yapay zeka dersi veriyorum. Derste bilgisayar oyunlarının nasıl geliştirildiğini işleyip, yapay zeka uygulamalarıyla birleştiriyoruz. Yapay zeka modellerinin iyi çalışabilmesi için çok miktarda veriye ihtiyaç vardır. Ancak bazı durumlarda yeterince veri elde etmek çok kolay olmayabiliyor. Buradan yola çıkarak biz, Türkiye ekonomisine zarar verme potansiyeli taşıyan ve ileride belki de daha da fazla zarar verebilecek istilacı bir tür olan balon balıklarının otonom şekilde tespit edilebilmesi amacıyla bir yapay zeka modeli geliştiriyoruz. Su altında bu balıkların gerçek yaşam ortamındaki verilerini elde etmek gerçekten çok kolay değil. Biz de bunu bir oyun geliştirme fizik motoruyla birlikte gerçekçi bir ortamda simüle ediyoruz.” diye konuştu.
“10 bin fotoğraf elde etmiş olacağız”
Projeye başladıklarında Türkiye ve farklı ülkelerden su altı fotoğrafçıları ile dalgıçlara ulaştıklarını söyleyen Doç. Dr. İzzet Fatih Şentürk, “Ulaştığımız dalgıç ve fotoğrafçılardan veri ve fotoğraf toplamaya çalışıyoruz. Yapay zekanın işleyebilmesi için lisansın izin verdiği ve insanların paylaştığı fotoğraflar çok az. Balon balıklarının da genelde kıyıya vurmuş ölü haldeki fotoğrafları var. Balıkların canlıyken ve kendi ortamlarında yüzüyorken, fotoğraf ve videolarına ulaşamıyoruz. Genelde balıklara yem atılıp kendilerine çekiliyor ve fotoğraflanıyor. Yani bu canlıların fotoğraflarını çekmek kolay bir iş değil. Elimizdeki sınırlı veriyle şu anda yaklaşık 100 tane gerçek ortam fotoğrafı var. Projede geliştirdiğimiz simülasyon ile birlikte yaklaşık 10 bin adet fotoğraf elde etmiş olacağız. Bu konuda çeşitlilik çok önemli. Çünkü yapay zeka modelinin farklı şartlarda, farklı ortamlarda, farklı ışık seviyelerinde ve deniz altında oluşabilecek farklı durumlar için çalışmasını bekleriz. Balığın belki yüzü görünmeyebilir, sadece kuyruk bölgesi görünebilir, farklı yüzdesel oranlarla görünebilir veya farklı bir nesnenin arkasında olabilir. Bu tür durumlarda bile hala tespit edilebilmesini istiyoruz.” ifadelerini kullandı.
“Dijital bir ikiz oluşturuyoruz”
Yapay zeka ile balon balığının dijital ikizlerinin oluşturulacağını söyleyen Doç. Dr. Şentürk, şöyle konuştu:
“Biz balığı istediğimiz şekilde döndürebildiğimiz, hareket ettirebildiğimiz, farklı ışık seviyeleri oluşturabildiğimiz, ışığın kırılımını, arka plandaki nesneleri ve ortamda bulunan diğer balıkları ayarlayabildiğimiz dijital bir ikiz oluşturuyoruz. Su altındaki gerçek yaşam şartları neyse onu bu dijital ikiz ortamında tekrar yaratıyoruz. Bunun güzel tarafı, ortamın tüm kontrolünün bizim elimizde olması, bu sayede ortam üzerinde istediğimiz farklılıkları ve çeşitlilikleri kolayca oluşturabiliyoruz. Sonunda geliştirdiğimiz yapay zeka modeli bu balığı tespit edecek. İleride belki bu bir su altı robotunda kullanılacak ve otonom bir şekilde, insan emeğine gerek duymadan bu balıkları imha edebileceğiz. Burada şu kritik oluyor; evet, bunlar istilacı balıklar ve biz bunları önlemek, yok etmek istiyoruz ama ekonomiye katkı sağlayan balık türleri de var. Dolayısıyla o balıklardan da ayırt edebilmemiz gerekiyor. O yüzden yapay zeka modelinin eğitimi sırasında, bu balıkla birlikte ona benzeyen farklı balıkları da dijital ikiz içerisinde oluşturuyoruz ve model ikisinin arasındaki farkı anlayabiliyor.”
“Farklı istilacı türler de mevcut”
Proje kapsamında ilk olarak hedeflenen balık türünün gümüş desenli benekli balon balığı olduğunu söyleyen Doç. Dr. İzzet Fatih Şentürk, “Projenin devamında farklı istilacı türleri de modelleyerek bu dijital ikiz içerisinde yer verebiliriz ve yapay zeka modeli bunları da tanıyabilir hale gelecektir. Çünkü farklı istilacı türler de mevcut. Proje süremiz 12 aylık olduğu için şu anda sadece benekli balon balığı üzerinde çalışıyor ve onu modelliyoruz. Fakat ilerleyen dönemde diğer istilacı türler de rahat bir şekilde bu model içerisinde geliştirilebilir ve otonom bir şekilde tespit edilmesi sağlanabilir.” dedi.
“Projenin öncü bir çalışma olacağını düşünüyoruz”
Projenin araştırmacısı bilgisayar mühendisliği yüksek lisans öğrencisi Hasan Kalkan ise istilacı balık türlerinin 20-30 yıl önce gelmeye başladığını ve bunların içerisinde en tehlikelilerinin benekli balon balığı olduğunu söyledi. Balon balıklarının ekonomiye hiçbir faydası olmadığı gibi balık çeşitliliğine de ciddi zararlar verdiğini belirten Kalkan, “Diğer balıkların havyarlarını yiyor, balıkçı ağlarını parçalıyor, balık kancalarını, demir veya metal bulduğu her şeyi yiyebiliyor. Denizlerimizde aslan balığı gibi başka istilacı türler de var; örneğin aslan balığını ekonomiye kazandırmaya başladılar. Ancak bunların dışında denizkestaneleri, su altı yaşamını ve bitki örtüsünü yok eden çeşitli istilacı canlılar da mevcut. Biz bu projemizle söz konusu alanda bir öncü olmak istedik. Çalışmalarımıza balon balığı ile başladık, tabii ki ilerleyen süreçlerde diğer balık türleriyle de devam edilebilir. Projemizin, gelecekte diğer istilacı türlerin de tespit edilebilmesi için öncü bir çalışma olacağını düşünüyoruz.” ifadelerini kullandı.
