Non-Invasive Biological Warning Systems: monitoring of farmed fish and environment to improve welfare in aquaculture systems

En kommersiell laksmerd inneholder et svært stort antall fisk og størrelsen av et anlegg kan bestå av ti til tjue enheter. Å overvåke velferden til dette store antallet individuelle fisk er utfordrende. Det store problemet er de krevende å overvåke fiskens velferd med manuelle og invasive operasjoner. Manuelle observasjoner og målinger av miljøvariabler og fiskehelsesjekk er fortsatt dominerende, men det er behov for pålitelige sensorsystemer og mer automatiserte og effektive prosedyrer for analyse. Effektiv forebygging, kontroll av sykdommer og ikke-invasive metoder for å overvåke velferden til fisken er avgjørende for bærekraftig lakseproduksjon. Dette krever utvikling og pålitelig bruk av sensorsystemer som helhet, som vil generere data som kan analyseres og tolkes for å oppdage mulige mønstre som kan brukes som indikatorer for å utløse målrettede tiltak om nødvendig. Hovedmålet med BIOWASYS er å identifisere parametere som kan brukes til å oppdage, registrere og reagere på endringer i produksjonsmiljøer i havet for oppdrettslaks. Prosjektet vil også gi ny kunnskap: • om nye ikke-invasive og automatiserte prosedyrer for fiskevelferd- og helseovervåking i forhold til produksjonsmiljøer. • om spatiotemporal fordeling av utvalgte patogener i forhold til 3D komplekse miljøforhold, inne i merder og anlegg. • på sammenhenger mellom variasjoner i merdmiljøvariablene, patogenforekomst og fiskevelferd, som kan brukes til å definere tidlige biologiske varslingssystemer. Ved å gi kunnskap om velferden til fisk på skolenivå, 3D komplekse miljøparametere på oppdrettsstedene og fordeling av utvalgte patogener inne i merdene, vil BIOWASYS-prosjektet gi ny innsikt i samspill mellom alle disse ulike parameterne for å predikere miljøforholdene, muliggjøre bruk av overvåkingssensorer og utvikle nye strategier for bedre produksjon.

Effective prevention, control of diseases and non-invasive systems to monitor the welfare of the fish are crucial for sustainable salmon production. This requires the development and use of sensor systems able to generate heterogeneous datasets that need to be analyzed and interpreted to detect possible patterns that could be used as Operational Welfare Indicators (OWI) to trigger warning actions. The number of individuals per unit in modern fish farms (up to 200 000 fish per cage/tank) renders the use of conventional individual based welfare monitoring methods difficult. There is therefore an industrial need for new sensor systems and more automated and effective procedures for analysis that can provide reliable and continuous insights on how fish welfare on a group level is affected by the production environment. BIOWASYS aims to establish a foundation for a non-invasive biological warning system for fish farming by using behavioural responses to assess welfare impacts of external and internal environmental parameters during production. This will entail acquiring new knowledge on the complex 3D environmental conditions, the spatiotemporal distribution of selected pathogens inside sea cages and farms and data describing their interactions. The project will also seek to identify biological parameters that can be used to detect and register fish responses toward changes in these parameters. The work will therefore also include developing a new non-invasive and automatised fish welfare and health monitoring procedure based on group behaviour analyses. Data acquired with this procedure will finally be correlated with data on the conditions in the cage to unveil how variations in the cage environment, pathogen distribution dynamics and occurrence impacts fish welfare status.