Robots e inteligencia artificial protegen y vigilan la vida submarina
Las nuevas tecnologías de vehículos no tripulados, sensores, sistemas de comunicación e IA están ampliando a pasos agigantados el conocimiento y conservación de los fondos marinos.
Los océanos tienen un papel clave en el sustento de la vida: están inevitablemente ligados a la biodiversidad, al clima, el bienestar humano y la salud. En el contexto actual de crisis climática, tienen la capacidad de absorber hasta el 31 % de las emisiones de CO2 antropogénicas y producen más del 50 % del oxígeno que respiramos. Son el verdadero “pulmón” del mundo.
Desde su superficie, naturalistas como Charles Darwin exploraron la vida en la Tierra y con la llegada de los primeros submarinos, los científicos pudieron ver por primera vez el fondo marino de cerca. En la actualidad, proyectos que combinan diferentes tecnologías, como la inteligencia artificial y los vehículos no tripulados, permiten en tiempo real y casi de forma automática identificar especies, alertar de lo que pasa a grandes profundidades o capturar y analizar la basura que vertemos al mar.
“Las observaciones biológicas deben mejorar radicalmente para contribuir a nuestra comprensión de los ecosistemas marinos y una biodiversidad bajo múltiples factores de estrés y cambios globales a largo plazo”, dice a SINC Jaume Piera, del Instituto de Ciencias del Mar (ICM-CSIC).
Las observaciones biológicas deben mejorar radicalmente para contribuir a nuestra comprensión de los ecosistemas marinos y una biodiversidad bajo estrés
Jaume Piera, ICM-CSIC
Piera forma parte del proyecto ANERIS, una iniciativa europea que quiere poner en marcha una red de Biología Marina Operacional, “mediciones rutinarias sistemáticas y a largo plazo de la vida oceánica y costera, y su rápida interpretación y difusión”. Rastrean desde bacterias a grandes cetáceos.
Sumergible CytoSub y muestras de fitoplancton. / ANERIS
Para ello cuentan con diferentes tecnologías, como los sumergibles CytoSubs, que recogen imágenes que analizan microorganismos y partículas en el agua, como el fitoplancton; o la aplicación MINKA, en la que cualquier ciudadano puede aportar sus imágenes. “De momento se ha hecho una prueba piloto en la costa catalana en la que ya se han reportado más de 174.000 observaciones de más de 2800 especies diferentes”, explica el científico del ICM-CSIC.
Este trabajo es especialmente relevante para la detección de especies difíciles de observar o para la aparición de invasoras
Este trabajo es especialmente relevante para detectar especies difíciles de observar o para la aparición de invasoras en sus primeros estados de asentamiento. “Su detección temprana nos permite generar alarmas para activar planes de erradicación”, apunta el experto. La idea es que ANERIS recoja macrodatos para la toma de decisiones en políticas oceánicas, en particular dentro de la Directiva marco sobre estrategia marina.
Cámaras en directo sobre arrecifes y fauna
Para que esta y otras iniciativas puedan ser posibles, se instalan plataformas permanentes para proveer de alimentación a los instrumentos científicos. Una de ellas es OBSEA, a 4 km de la costa de Vilanova y la Geltrú, que integra sensores y vídeo cámaras que almacenan información, además de instrumentos como sismómetros, un hidrófono o una boya a 40 metros del observatorio con cámara de videovigilancia y estación meteorológica con GPS.
Este observatorio se complementa con los datos recogidos por vehículos de los proyectos con los que colabora. “Además de desplegar dos equipos de última generación con ANERIS —de los que hay muy pocos instalados en todo el mundo—, también somos una plataforma de pruebas para el proyecto BITER y PLOME, en el que están implicados el CSIC, las universidades de Girona, Baleares, Politécnica de Madrid y la empresa Iqua Robotics”, declara a SINC Joaquín Del Rio Fernandez, profesor de la Universidad Politécnica de Cataluña y director de OBSEA.
Hay muy pocos observatorios submarinos como el nuestro en Europa
Joaquín Del Rio Fernandez, UPC
La plataforma aplica técnicas de inteligencia artificial para analizar fotos y vídeos de macrofauna, principalmente peces. Asimismo, cuenta con tres cámaras en directo en las que se pueden visualizar los arrecifes artificiales de Seaslag, un proyecto de creación de nuevos materiales para estructuras de regeneración marina.
“Hay muy pocos observatorios submarinos como el nuestro en Europa. En España solo existe la Plataforma Oceánica de Canarias (PLOCAN), pero orientada a la generación de energía marina”, apunta Del Río Fernández.
Vehículos de última generación
Por su parte, la Universidad de Girona lleva 25 años trabajando en vehículos submarinos autónomos (AUV). Son la institución que lidera PLOME, una plataforma que monitorea y mapea con inteligencia artificial y tecnología puntera los ecosistemas marinos.
“Somos un laboratorio de referencia a escala nacional e internacional. En este proyecto desarrollamos nuevas técnicas de navegación para que los vehículos trabajen en conjunción con estaciones fijas del fondo marino”, señala a SINC Marc Carreras Perez, profesor en la universidad catalana.
Somos un laboratorio de referencia a escala nacional e internacional
Marc Carreras Pere, UdG
Se trata de lograr robots autónomos que colaboren con la estación, puedan quedar aparcados para cargar baterías y permanecer durante semanas sumergidos. “Estos experimentos se realizarán durante este verano de 2024”, detalla Carreras Pérez.
Jacopo Aguzzi, investigador principal de PLOME, añade: “Estamos trabajando con un equipo científico multidisciplinar, desde biólogos pesqueros hasta ingenieros y programadores software. Somos coordinadores de DIGI4ECO, una iniciativa para digitalizar los ecosistemas, y de REDRESS, una red de plataformas robóticas cooperativas para restaurar de forma remota ecosistemas marinos y monitorizarlos”, continúa.
Las imágenes por videocámara les permiten hacer un cómputo de los individuos por diferentes especies de manera automatizada por IA y, al añadir láseres y sistemas de visión basados en el sonido (métodos optoacústicos), determinan el tamaño de cada animal.
Podemos ver la biomasa de las diferentes especies e informar sobre la riqueza de un ecosistema
Jacopo Aguzzi, proyecto PLOME
“Podemos ver la biomasa de las diferentes especies e informar sobre la riqueza de un ecosistema. Las imágenes nos dejan también ver sus interacciones y comportamientos, para saber más sobre la estructura de la red trófica marina”, enfatiza Aguzzi.
Equipo de trabajo del proyecto PLOME al final de la campaña. / UDG
Evaluación de la basura marina
Otro de los grandes retos para los expertos en bilogía marina y nuevas tecnologías, es la de la gestión de residuos que se acumulan en el mar. En Canarias, en el Banco de La Concepción, una montaña submarina situada a 75 kilómetros al norte de la isla de Lanzarote, científicos del Instituto Español de Oceanografía (IEO) instalaron un vehículo remolcado teledirigido para realizar grabaciones de la basura acumulada entre 2009 y 2017.
En total grabaron 56 transectos (archivos fílmicos del ecosistema) y sus resultados, que acaba de publicar la revista Enviromental Pollution, recogen que más del 80 % de los residuos localizados por el robot eran plásticos, principalmente sedales, restos de cabos, liñas o palangres.
La morfología del monte, que se enfrenta de manera abrupta a la corriente dominante, hace un efecto isla que produce mayor acumulación de basura
Pablo Martín-Sosa, IEO
“En áreas como las de este estudio, la morfología del monte, que se enfrenta de manera abrupta a la corriente dominante, hace un efecto isla que produce una mayor acumulación de basura en las zonas de sombra o remanso”, expone a SINC Pablo Martín-Sosa, del IEO.
De la basura encontrada, tan solo el 5 % dañaba a algún individuo de coral o esponja. Esta área es un Lugar de Importancia Comunitaria y Zona Especial de Protección de las Aves, donde es común encontrar arrecifes de corales de aguas frías, gorgonias formando verdaderos bosques o colonias de esponjas de gran tamaño. Además, es el hábitat del delfín mular y de desarrollo de los juveniles de tortuga boba.
Nunca sabremos qué libros o cartas hubiera escrito Darwin si hubiera tenido acceso a estas tecnologías submarinas, pero sí podemos asegurar que los nuevos sistemas de comunicación y procesamiento de datos van a revolucionar el conocimiento y conservación del mundo sumergido.
