Prosjektnummer
910526
Ny teknologi for sanntidsmåling av sirkulatorisk og respiratorisk funksjon hos laksefisk (DeepXrespire)
Norsk lakseoppdrett har utviklet seg til en teknologisk avansert og effektiv næring, men utfordringer knyttet til fiskevelferd og dødelighet vedvarer. Laks er fortsatt en relativt ny art i domestisering, og intensiv produksjon under varierende miljøforhold kan føre til sykdom, stress og skader. Gjellesykdom og svak hjertefunksjon er blant de viktigste årsakene til dødelighet, og dagens metoder for vurdering av gjelle- og hjertehelse er ofte manuelle, invasive og lite egnet for sanntidsbeslutninger.
Fiskevelferd overvåkes i dag gjennom visuelle og morfologiske indikatorer, men disse gir ofte utslag først etter at problemer har oppstått. Det er derfor behov for objektive, ikke-letale og sanntidsbaserte målinger som kan gi innsikt i fiskens fysiologiske tilstand før alvorlige helseutfordringer oppstår.
Dette prosjektet skal undersøke hvordan målinger av oksygenstatus i gjeller kan brukes til å vurdere respirasjons- og sirkulasjonsfunksjon hos laks. Dette bygger videre på erfaringer fra prosjektet “Nytt verktøy for tidlig varsling av gjellesykdom (GillAlert)” (FHF-902027), der DeepX Aqua AS sin OTD-teknologi (Optical Transfer Diagnosis) tilpasses for fisk. Teknologien benytter multispektral avbildning og lysmodellering for å generere optiske biopsier, og har vist potensial for å måle blodoksygenering, hudtykkelse og subepiteliale strukturer.
Prosjektet vil:
• optimalisere målinger av oksygenstatus i gjeller
• undersøke samspill mellom gjelle- og hjertefunksjon
• validere teknologien under reelle produksjonsforhold
Prosjektet har som mål å gi oppdrettsnæringen et nytt verktøy for tidlig varsling og beslutningsstøtte ved respirasjonsrelaterte helseutfordringer.
Fiskevelferd overvåkes i dag gjennom visuelle og morfologiske indikatorer, men disse gir ofte utslag først etter at problemer har oppstått. Det er derfor behov for objektive, ikke-letale og sanntidsbaserte målinger som kan gi innsikt i fiskens fysiologiske tilstand før alvorlige helseutfordringer oppstår.
Dette prosjektet skal undersøke hvordan målinger av oksygenstatus i gjeller kan brukes til å vurdere respirasjons- og sirkulasjonsfunksjon hos laks. Dette bygger videre på erfaringer fra prosjektet “Nytt verktøy for tidlig varsling av gjellesykdom (GillAlert)” (FHF-902027), der DeepX Aqua AS sin OTD-teknologi (Optical Transfer Diagnosis) tilpasses for fisk. Teknologien benytter multispektral avbildning og lysmodellering for å generere optiske biopsier, og har vist potensial for å måle blodoksygenering, hudtykkelse og subepiteliale strukturer.
Prosjektet vil:
• optimalisere målinger av oksygenstatus i gjeller
• undersøke samspill mellom gjelle- og hjertefunksjon
• validere teknologien under reelle produksjonsforhold
Prosjektet har som mål å gi oppdrettsnæringen et nytt verktøy for tidlig varsling og beslutningsstøtte ved respirasjonsrelaterte helseutfordringer.
Hovedmål
Å etablere DeepX sin OTD-teknologi for sanntids, ikke-invasiv måling av kardiovaskulær og respiratorisk funksjon hos oppdrettslaks, og validere potensialet for teknologien som et operativt verktøy for velferdsovervåking og beslutningsstøtte i kommersiell produksjon.
Delmål
1. Kunnskapsgrunnlag og metodevalg
• Å sammenstille eksisterende kunnskap om oksygenstatus og respirasjonsfunksjon hos laksefisk, med særlig oppmerskomhet på gjeller og hjerte.
• Å vurdere relevante biomarkører og målemetoder, inkludert erfaringer fra GillAlert-prosjektet.
2. Pilotmålinger og datainnsamling
• Å delta i et pågående forsøk hvor fisk allikevel skal samples (HavforskningsinsittuttetI) i forsøk samt utføre eksperimentelle studier der oksygenmetning i blod og hjertefunksjon manipuleres (NMBU), hvor DeepX-apparatet benyttes til sanntidsmåling av oksygenstatus i gjeller.
• Å ta blodprøver parallelt for analyse av oksygenrelaterte parametere, som haematokrit og blodgass, for å validere og kalibrere måledata, og operasjonelle velferdsindikatorer registreres på de samme individene.
3. Databehandling og teknologisk utvikling
• Å sammenstille og analysere innsamlede data, utvikle og tilpasse AI-baserte algoritmer for tolkning av oksygenstatus.
• Å vurdere systemets presisjon og anvendbarhet som beslutningsstøtteverktøy, og utarbeide forslag til videre utvikling og kommersialisering.
Å etablere DeepX sin OTD-teknologi for sanntids, ikke-invasiv måling av kardiovaskulær og respiratorisk funksjon hos oppdrettslaks, og validere potensialet for teknologien som et operativt verktøy for velferdsovervåking og beslutningsstøtte i kommersiell produksjon.
Delmål
1. Kunnskapsgrunnlag og metodevalg
• Å sammenstille eksisterende kunnskap om oksygenstatus og respirasjonsfunksjon hos laksefisk, med særlig oppmerskomhet på gjeller og hjerte.
• Å vurdere relevante biomarkører og målemetoder, inkludert erfaringer fra GillAlert-prosjektet.
2. Pilotmålinger og datainnsamling
• Å delta i et pågående forsøk hvor fisk allikevel skal samples (HavforskningsinsittuttetI) i forsøk samt utføre eksperimentelle studier der oksygenmetning i blod og hjertefunksjon manipuleres (NMBU), hvor DeepX-apparatet benyttes til sanntidsmåling av oksygenstatus i gjeller.
• Å ta blodprøver parallelt for analyse av oksygenrelaterte parametere, som haematokrit og blodgass, for å validere og kalibrere måledata, og operasjonelle velferdsindikatorer registreres på de samme individene.
3. Databehandling og teknologisk utvikling
• Å sammenstille og analysere innsamlede data, utvikle og tilpasse AI-baserte algoritmer for tolkning av oksygenstatus.
• Å vurdere systemets presisjon og anvendbarhet som beslutningsstøtteverktøy, og utarbeide forslag til videre utvikling og kommersialisering.
Prosjektet vil gi havbruksnæringen et nytt verktøy for sanntids, ikke-invasiv måling av oksygenstatus, noe som gir bedre beslutningsstøtte og tidlig varsling av velferdsutfordringer. På kort sikt kan teknologien bidra til å redusere dødelighet ved akutte hendelser som avlusing, transport og miljøstress, samt redusere behovet for avlivning og prøvetaking. Dette gir både ressursbesparelser og bedre dokumentasjon av fiskevelferd, som kan styrke tillit hos myndigheter og marked.
På lang sikt vil prosjektet bidra til økt produksjonseffektivitet gjennom bedre forståelse av sammenhengen mellom oksygenstatus, organfunksjon og vekst. Dette gir grunnlag for mer presis fôring, miljøstyring og seleksjon. Teknologien har også potensial for kommersialisering og internasjonal anvendelse, og kan integreres i digitale plattformer for automatisert helsemonitorering.
Kvantifisert nytteverdi inkluderer potensialet for å redusere dødelighet med 1 % i sjøfasen, noe som for en aktør med 10 millioner fisk kan bety over 100 000 individer spart – tilsvarende flere millioner kroner som matfisk. Redusert behov for manuell scoring og prøvetaking kan gi innsparing på 50–100 timer per lokalitet per år. Teknologien adresserer tap knyttet til gjellesykdom og respirasjonslidelser, som utgjør en betydelig andel av produksjonstapet. Prosjektet styrker også samspillet mellom teknologiutvikling og biologisk innsikt, og bidrar til å posisjonere norsk havbruk som en ledende aktør innen bærekraftig og kunnskapsbasert produksjon.
På lang sikt vil prosjektet bidra til økt produksjonseffektivitet gjennom bedre forståelse av sammenhengen mellom oksygenstatus, organfunksjon og vekst. Dette gir grunnlag for mer presis fôring, miljøstyring og seleksjon. Teknologien har også potensial for kommersialisering og internasjonal anvendelse, og kan integreres i digitale plattformer for automatisert helsemonitorering.
Kvantifisert nytteverdi inkluderer potensialet for å redusere dødelighet med 1 % i sjøfasen, noe som for en aktør med 10 millioner fisk kan bety over 100 000 individer spart – tilsvarende flere millioner kroner som matfisk. Redusert behov for manuell scoring og prøvetaking kan gi innsparing på 50–100 timer per lokalitet per år. Teknologien adresserer tap knyttet til gjellesykdom og respirasjonslidelser, som utgjør en betydelig andel av produksjonstapet. Prosjektet styrker også samspillet mellom teknologiutvikling og biologisk innsikt, og bidrar til å posisjonere norsk havbruk som en ledende aktør innen bærekraftig og kunnskapsbasert produksjon.
Prosjektorganisering
Prosjektet DeepXrespire er organisert som et samarbeid mellom NMBU – Norges miljø- og biovitenskapelige universitet, DeepX Aqua AS, Havforskningsinstituttet og Benchmark Genetics. NMBU har prosjektansvaret og leder forskningsarbeidet inklusive forsøksdesign. DeepX Aqua har ansvar for teknologisk utvikling og modellering basert på OTD-plattformen, og leder arbeidspakken knyttet til dataanalyse og KI-utvikling. Havforskningsinstituttet bidrar med kompetanse på operasjonelle velferdsindikatorer og tilrettelegger for forsøk ved Matre. Benchmark Genetics deltar som oppdrettspartner og gir innspill til forsøksdesign og vurdering av praktisk relevans.
Prosjektet er strukturert i to faglige arbeidspakker (AP-er).
Arbeidspakke: Pilotmålinger og biologisk validering
Ansvarlig: Øyvind Øverli (NMBU)
Aktiviteter
Denne arbeidspakken omfatter praktisk uttesting av DeepX-teknologien både i oppdrettsanlegg og under kontrollerte laboratorieforhold. Målet er å samle inn optiske målinger fra gjeller, og sammenligne disse med biologiske referansedata for å validere metoden. Feltstudier gjennomføres ved Havforskningsinstituttets anlegg i Matre, med fisk under ulike helsetilstander og miljøbetingelser. I laboratoriet testes teknologien under kontrollerte forhold, inkludert redusert oksygennivå og eksperimentell påvirkning av hjertefunksjon. Alle målinger utføres på mildt anestesert fisk og følger etablerte retningslinjer for dyrevelferd.
Arbeidspakke: Dataanalyse og KI-modellering
Ansvarlig: Rudi Ripman Seim (DeepX Aqua AS)
Aktiviteter
I denne arbeidspakken analyseres data fra målingene i forsøk for å utvikle algoritmer som tolker optiske målinger fra DeepX-systemet i sanntid. Målet at apparatet med algoritme skal gi beslutningsstøtte som følge av objektive vurderinger av respirasjonsfunksjon hos laks. Arbeidet inkluderer strukturering av datasett, utvinning av relevante signalparametere og testing av ulike KI-modeller. Modellene kalibreres mot biologiske referanser og valideres med hensyn til presisjon og sensitivitet. Det vurderes også om teknologien kan identifisere tidlige tegn på svekket oksygenopptak før kliniske symptomer oppstår, og integreres i et brukervennlig grensesnitt for feltbruk.
Prosjektet DeepXrespire er organisert som et samarbeid mellom NMBU – Norges miljø- og biovitenskapelige universitet, DeepX Aqua AS, Havforskningsinstituttet og Benchmark Genetics. NMBU har prosjektansvaret og leder forskningsarbeidet inklusive forsøksdesign. DeepX Aqua har ansvar for teknologisk utvikling og modellering basert på OTD-plattformen, og leder arbeidspakken knyttet til dataanalyse og KI-utvikling. Havforskningsinstituttet bidrar med kompetanse på operasjonelle velferdsindikatorer og tilrettelegger for forsøk ved Matre. Benchmark Genetics deltar som oppdrettspartner og gir innspill til forsøksdesign og vurdering av praktisk relevans.
Prosjektet er strukturert i to faglige arbeidspakker (AP-er).
Arbeidspakke: Pilotmålinger og biologisk validering
Ansvarlig: Øyvind Øverli (NMBU)
Aktiviteter
Denne arbeidspakken omfatter praktisk uttesting av DeepX-teknologien både i oppdrettsanlegg og under kontrollerte laboratorieforhold. Målet er å samle inn optiske målinger fra gjeller, og sammenligne disse med biologiske referansedata for å validere metoden. Feltstudier gjennomføres ved Havforskningsinstituttets anlegg i Matre, med fisk under ulike helsetilstander og miljøbetingelser. I laboratoriet testes teknologien under kontrollerte forhold, inkludert redusert oksygennivå og eksperimentell påvirkning av hjertefunksjon. Alle målinger utføres på mildt anestesert fisk og følger etablerte retningslinjer for dyrevelferd.
Arbeidspakke: Dataanalyse og KI-modellering
Ansvarlig: Rudi Ripman Seim (DeepX Aqua AS)
Aktiviteter
I denne arbeidspakken analyseres data fra målingene i forsøk for å utvikle algoritmer som tolker optiske målinger fra DeepX-systemet i sanntid. Målet at apparatet med algoritme skal gi beslutningsstøtte som følge av objektive vurderinger av respirasjonsfunksjon hos laks. Arbeidet inkluderer strukturering av datasett, utvinning av relevante signalparametere og testing av ulike KI-modeller. Modellene kalibreres mot biologiske referanser og valideres med hensyn til presisjon og sensitivitet. Det vurderes også om teknologien kan identifisere tidlige tegn på svekket oksygenopptak før kliniske symptomer oppstår, og integreres i et brukervennlig grensesnitt for feltbruk.
Formidlingen fra DeepXrespire vil rettes mot oppdrettsnæringen, forskningsmiljøer, teknologiselskaper og allmennheten, med mål om å sikre forståelse, nytteverdi og videre anvendelse av prosjektets resultater. Resultatene vil formidles til næringen gjennom demonstrasjoner og presentasjoner på Aqua Nor 2027, artikler i bransjemedier som Norsk Fiskeoppdrett og Intrafish, samt webinarer og arbeidsmøter (workshops) i samarbeid med oppdrettspartner og næringsklynger. Det vil også utarbeides brukerveiledninger og faktaark med praktiske anbefalinger for anvendelse av DeepX-systemet.
Vitenskapelig formidling vil skje gjennom publisering i tidsskrifter med fagfellevurdering, innen akvakultur, fiskevelferd og biomedisinsk teknologi, med mål om åpen tilgang der det er mulig. Prosjektgruppen planlegger deltakelse på relevante konferanser, inkludert Havbrukskonferansen, og Aqua Nor. I tillegg vil prosjektet være aktivt på digitale plattformer, med oppdateringer via LinkedIn® og DeepX Aqua sine nettsider, samt deling av resultater og eventuelle prototypevideoer.
For å sikre at teknologien møter næringens behov, legges det opp til toveis kommunikasjon med oppdrettsaktører gjennom en referansegruppe, brukertesting og innhenting av tilbakemeldinger. Formidlingen vil justeres basert på respons fra målgruppene, og bidra til at teknologien tas i bruk, forstås og videreutvikles. Resultatene fra prosjektet vil også kunne danne grunnlag for videre forskning og kommersialisering.
Vitenskapelig formidling vil skje gjennom publisering i tidsskrifter med fagfellevurdering, innen akvakultur, fiskevelferd og biomedisinsk teknologi, med mål om åpen tilgang der det er mulig. Prosjektgruppen planlegger deltakelse på relevante konferanser, inkludert Havbrukskonferansen, og Aqua Nor. I tillegg vil prosjektet være aktivt på digitale plattformer, med oppdateringer via LinkedIn® og DeepX Aqua sine nettsider, samt deling av resultater og eventuelle prototypevideoer.
For å sikre at teknologien møter næringens behov, legges det opp til toveis kommunikasjon med oppdrettsaktører gjennom en referansegruppe, brukertesting og innhenting av tilbakemeldinger. Formidlingen vil justeres basert på respons fra målgruppene, og bidra til at teknologien tas i bruk, forstås og videreutvikles. Resultatene fra prosjektet vil også kunne danne grunnlag for videre forskning og kommersialisering.