Studying the deep ocean has undoubtedly emerged as a key area of scientific curiosity, excitement and inspiration. In recent years, advancements in technology have propelled deep-sea research to new heights, revolutionizing how we gather, interpret, and share vital information. The integration of cutting-edge tools like remotely operated vehicles (ROVs), autonomous underwater vehicles (AUVs), and high-resolution imaging systems capture intricate details of marine ecosystems, allowing researchers to study previously inaccessible areas and species. What’s more, sophisticated sensors on these devices provide real-time data on oceanographic parameters, facilitating a deeper understanding of the environment and how it is changing.
While these technological innovations gather new insights from the deep sea, they also bring challenges for managing and processing the large amounts of data generated. For instance, while delving into the ocean depths of Costa Rica as part of the ‘Octopus Odyssey’ expeditions, the ROV SuBastian transmitted a remarkable one terabyte of information every 12 hours. The substantial volume of data gathered from these deep-sea expeditions highlights the importance of refining data management practices to ensure effective storage, analysis and interpretation.
Thankfully, web-based platforms have emerged to streamline our research. These tools not only allow global collaboration, but also employ machine learning algorithms to sift through vast datasets, identify patterns, as well as aid in species identification, habitat mapping, and tracking ecosystem health. By automating processes that would have previously been time-consuming and labor-intensive, researchers can focus on critical analysis and decision-making instead. Within our ‘Octopus Odyssey’ research, some of these web tools are already playing a pivotal role in refining our data processing, both during and after the expedition.
This is especially true for video annotation, which enables the extraction of valuable information from the ROV video data. Annotations are the addition of descriptive metadata or labels that encompass crucial details such as species identification, behavioral notes, as well as anthropogenic and environmental parameters, transforming raw pixel-based footage into understandable and analyzable data. By merging with artificial intelligence, we hope to have a better understanding of these poorly understood, intricate and fragile ecosystems, as well as how they might change in this human- and climate-altered world.
Web tools and online platforms are also serving as conduits for us to share findings and insights with the global scientific community. The significance of timely and accessible data in deep-sea research cannot be overstated. Open-access databases, interactive maps, and visualization tools enable researchers to disseminate their discoveries rapidly, fostering collaboration and informing conservation strategies worldwide.
These technological innovations not only facilitate data collection and analysis but also play a pivotal role in educating and inspiring the next generation of marine scientists. By translating complex scientific information into accessible formats, we aim to transcend language barriers and foster engagement in deep-sea science and conservation, ensuring inclusive knowledge sharing through tailored online educational resources. Multilingual access to information via the creation of educational resources in both Spanish and English is a key priority as it will be instrumental in shaping a more sustainable future for our oceans.
Finally, as a marine biologist and full stack web developer from Costa Rica, my mission is to craft online platforms that offer a clear presentation of deep-sea data, especially for policymakers. The availability of comprehensive and easy to understand data and information, in multiple languages, is integral to informed decision-making in marine conservation, guiding choices about marine protected areas, fisheries management, climate-change mitigation, and beyond. By engaging decision-makers about the critical importance of ocean stewardship through easily accessible resources, we can profoundly impact policies directed at safeguarding the extraordinary and mostly unknown deep-sea ecosystems off the coast of Costa Rica.
Utilizando herramientas web innovadoras para la investigación y conservación del océano profundo
Estudiar el océano profundo ha surgido sin duda como un elemento clave de curiosidad científica, emoción e inspiración. En los últimos años, los avances tecnológicos han impulsado la investigación en lo profundo del mar, revolucionando cómo recopilamos, interpretamos y compartimos información. El uso de herramientas de vanguardia como vehículos operados remotamente (ROVs), vehículos autónomos submarinos (AUVs) y sistemas de imágenes de alta resolución, ahora permite capturar en detalle los ecosistemas marinos, permitiendo a los equipos científicos estudiar áreas y especies previamente inaccesibles. Además, los sofisticados sensores en estos dispositivos proporcionan datos en tiempo real sobre parámetros oceanográficos, facilitando una comprensión más profunda del entorno y cómo está cambiando.
Mientras estas innovaciones tecnológicas reúnen nuevos conocimientos del mar profundo, también plantean desafíos para gestionar y procesar las grandes cantidades de datos que se generan. Por ejemplo, al sumergirse en las profundidades del océano de Costa Rica durante las expediciones de ‘Octopus Odyssey’, el ROV SuBastian transmitió la impresionante cantidad de un terabyte de información cada 12 horas. El volumen considerable de datos recopilados en estas expediciones destaca la importancia de refinar las prácticas de gestión de datos para garantizar un almacenamiento, análisis e interpretación efectivos.
Afortunadamente, el desarrollo de plataformas web ha surgido como un componente esencial para agilizar nuestras investigaciones. Estas herramientas no solo permiten la colaboración global, sino que también emplean algoritmos de ‘machine learning’ para filtrar vastos conjuntos de datos, identificar patrones y ayudar en la identificación de especies, mapeo de hábitats y monitoreo de la salud del ecosistema. Al automatizar procesos que antes eran laboriosos y consumían mucho tiempo, el personal humano puede concentrarse más bien en el análisis crítico y la toma de decisiones. En nuestras investigaciones de ‘Octopus Odyssey’, algunas de estas herramientas web ya están desempeñando un papel fundamental en el refinamiento de nuestro procesamiento de datos, tanto durante como después de la expedición.
El uso de estas herramientas es especialmente relevante en la anotación de video, permitiendo la extracción de información valiosa de las imágenes captadas por el ROV. Las anotaciones son la adición de metadatos descriptivos o etiquetas que abarcan detalles cruciales como la identificación de especies, notas de comportamiento, así como parámetros ambientales y antropogénicos, transformando píxeles en datos comprensibles y analizables. Al fusionar nuestro análisis con la inteligencia artificial, esperamos tener una mejor comprensión de estos ecosistemas conectados, poco comprendidos y frágiles, y cómo podrían cambiar en este mundo alterado por la humanidad.
Las plataformas en línea también ofrecen una oportunidad para compartir hallazgos e ideas con la comunidad científica global. No se puede subestimar la relevancia de contar con datos actualizados y de fácil acceso para la investigación en las profundidades del océano. Las bases de datos de acceso abierto, los mapas interactivos y las herramientas de visualización permiten a los equipos de investigación difundir rápidamente sus descubrimientos, fomentando la colaboración e informando estrategias de conservación en todo el mundo. Estas innovaciones tecnológicas no solo facilitan la recolección y análisis de datos, sino que también desempeñan un papel fundamental en la educación e inspiración de la próxima generación de científicas y científicos. Al traducir información compleja a formatos accesibles, buscamos trascender las barreras del idioma y fomentar la participación en la ciencia y conservación del océano profundo, asegurando un intercambio inclusivo de conocimientos a través de recursos educativos en línea. El acceso multilingüe a la información mediante la creación de recursos en español e inglés es una prioridad clave, ya que será fundamental para dar forma a un futuro más sostenible para nuestros océanos.
Finalmente, como bióloga marina y desarrolladora web de Costa Rica, mi misión es crear plataformas en línea que ofrezcan una presentación clara de los datos que hemos recopilado del océano profundo. La disponibilidad de datos integrales y fáciles de entender es fundamental para la toma de decisiones informadas en la conservación marina, guiando la creación y gestión de áreas marinas protegidas, manejo de pesquerías, mitigación del cambio climático y más. El involucramiento de tomadores y tomadoras de decisión a través de recursos accesibles es esencial para que nuestra investigación sea traducida en políticas dirigidas a salvaguardar los extraordinarios y en su mayoría desconocidos ecosistemas del mar profundo de Costa Rica.
Image 1: Los avances en la exploración del mar profundo presentan desafíos en la gestión de datos. Por ejemplo, el ROV SuBastian transmite una cantidad considerable de datos, gran parte de los cuales se pueden mostrar en la sala de control, pero deben ser accesibles fácilmente después. Esto enfatiza la importancia de una gestión precisa de datos, donde las herramientas web proporcionan soluciones para manejar de manera efectiva volúmenes extensos de datos. Imagen: Alex Ingle (Schmidt Ocean Institute).
Image 2: El equipo de Octopus Odyssey ha recurrido a la anotación de video, lo que permite la identificación precisa de detalles específicos dentro de las imágenes del fondo marino. Este proceso, facilitado por Tator, una plataforma web de código abierto para analizar amplios conjuntos de datos de video e imágenes, no solo facilita el acceso para revisar los eventos de inmersión, sino que también sienta las bases para el reconocimiento avanzado de objetos impulsado por inteligencia artificial.
