En la actualidad, las plagas se alzan como una gran amenaza para la salud, tanto de forma directa como indirecta, no solo porque transmiten y propagan enfermedades, sino por los daños que causan al ecosistema. Por ello, la introducción de la Inteligencia Artificial (IA) adopta un papel clave para ofrecer alternativas más eficaces para el control de plagas como, por ejemplo, a través de soluciones para el proceso de sexado, es decir, la separación entre machos y hembras.
Tradicionalmente, esta etapa se ha realizado con técnicas mecánicas y no automatizadas que requieren un uso intensivo de mano de obra y personal cualificado. Sin embargo, en los últimos años se han empezado a desarrollar técnicas basadas en IA para resolver este problema de forma eficiente y automatizada que posibilitan la identificación y categorización de las plagas, lo que facilita el análisis y la medición de las poblaciones.
En efecto, las plagas más comunes son, por ejemplo, los pulgones, las larvas u orugas, la mosca blanca, los chapulines o la araña roja, entre otros. ITI, centro tecnológico especializado en TIC, ha tratado, a través del proyecto MoTIA, financiado por IVACE y los fondos FEDER, de controlar otra de las plagas más presentes en nuestra sociedad: el Aedes albopictus, comúnmente conocido como mosquito tigre.
Controlar la población de los mosquitos tigre resulta fundamental, ya que, según National Geographic, no solo transmiten enfermedades peligrosas como el dengue, el zika o el chikungunya, sino que su picadura puede producir también fiebre, conjuntivitis, lumbalgia, escalofríos o dolor en articulaciones. El proyecto MoTIA se ha centrado durante sus dos primeras anualidades en mejorar determinados procesos característicos de la cría masiva de insectos en biofábricas que hasta ahora se realizaban con técnicas no automatizadas y que requerían uso intensivo de mano de obra y personal cualificado, como la Técnica del Insecto Estéril (TIE). La TIE es un método respetuoso con el medio ambiente que se utiliza en el proceso de cría masiva y que consiste en la liberación de ejemplares esterilizados de la población que se quiere controlar. En este caso, se liberan ejemplares machos estériles, porque son las hembras del mosquito tigre las que pican al ser humano.
De este modo, se consigue reducir el riesgo de transmisión de enfermedades porque menos ejemplares pican a las personas. Además, se reduce la tasa de población del insecto en cuestión, ya que la cópula se produce entre los machos estériles y las hembras silvestres.
Método para el control de plagas
El objetivo de las dos primeras anualidades del proyecto MoTIA se ha centrado en automatizar a través de tecnologías de Inteligencia Artificial (IA), la Técnica del Insecto Estéril (TIE) para conseguir que pueda aplicarse en grandes áreas geográficas.
Para ello, durante la fase de pupa, se emplean técnicas de visión por computador con una cámara neuromórfica, que transmite la información de manera asíncrona. Es decir, solo transmite información cuando se ha producido un cambio en la imagen, suponiendo así un gran avance en términos de eficiencia energética y ancho de banda de transmisión y procesado. Estos datos son procesados, actualmente, por unas redes neuronales de impulsos llamadas Spiking Neuronal Networks (SNNs), que sustituyen a las redes neuronales clásicas.
Durante la fase adulta, se realiza un control de calidad, posterior al sexado en la fase de pupa, para detectar hembras antes de la liberación. Esto se realiza analizando el sonido producido por el vuelo de los ejemplares en un bote de liberación. El algoritmo de IA busca anomalías basándose en el comporta[1]miento de aleteo típico de los machos para poder detectar a los ejemplares de mosquitos hembra.
Impacto en la salud y en la economía
En esta línea, los resultados de las dos primeras anualidades de MoTIA han tenido impacto en diferentes sectores económicos y sociales. Por ejemplo, en la salud pública porque trabaja para solucionar varios cuellos de botella presentes en el proceso de cría masiva, pudiendo así hacer viable la TIE para reducir poblaciones de insectos transmisores de enfermedades y reducir, de este modo, el coste sanitario derivado de sus picaduras.
IA aplicada a las biofábricas
Después de estudiar la utilización de algoritmos de IA de visión y audio para la aplicación de la Técnica del Insecto Estéril en la primera fase del proyecto, MoTIA ha seguido con esta línea de trabajo para mejorar estos algoritmos e impulsar la ampliación de la toma de datos experimentales, centrándose en el estudio del mosquito tigre.
Y es que los objetivos de MoTIA se han centrado en desarrollar e implementar nuevos algoritmos orientados a mejorar la clasificación y conteo de pupas; mejorar algoritmos de audición destinados a detectar mosquitos hembra en los contenedores de liberación y en la optimización de los algoritmos de visión para detectar de manera automática insectos en imágenes de trampas de campo. De esta forma, el conocimiento adquirido puede favorecer a sectores como el agrícola o el industrial. En ambos se puedan aplicar técnicas de seguimiento, conteo, clasificación de objetos en movimiento a alta velocidad, detección de anomalías y control de calidad mediante sonido.
El proyecto MoTIA está financiado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER). También cuenta con el apoyo de varias empresas de la Comunitat Valenciana que han mostrado su interés en colaborar con ITI a lo largo de todas las fases de la iniciativa. El proyecto inicia ahora su tercera anualidad, en la que se pretende seguir avanzando en el desarrollo de las tecnologías aplicadas y se empezará a trabajar en la opción de aplicar las técnicas a otros campos.
ITI, centro tecnológico especializado en TIC
Desde su nacimiento en 1994, el trabajo de ITI ha estado íntimamente ligado a tecnologías que posibilitan realizar un análisis inteligente de la información. Machine Learning, Reconocimiento de patrones o Sistemas de información distribuidos fueron las primeras líneas de investigación del centro, que hoy han derivado en lo que conocemos como Inteligencia Artificial, Big Data o Cloud Computing y Computación de Alto Rendimiento (HPC).
Actualmente, con una plantilla de más de 300 personas trabajando en torno a la explotación de datos, ITI es el Centro Tecnológico de referencia a nivel nacional y uno de los líderes a nivel europeo en estas tecnologías, que se confieren como las grandes revolucionarias de la economía y sociedad presentes y futuras. En total, cerca de 15,5 millones de euros anuales en el desarrollo de tecnologías en torno al dato.
Entre otros, ITI, es el único representante español del Comité de Dirección de Gaia-X a nivel europeo, además Daniel Sáez, director de Inteligencia Estratégica y Transferencia de ITI, ostenta la presidencia de Gaia-X España. Es miembro del Comité de Dirección de BDVA (Big Data Value Association) y DSBA (Data Space Business Alliance). ITI es asimismo el coordinador de la red de Excelencia Cervera AI4ES, que busca situar a España a la cabeza en Inteligencia Artificial y lidera además EUHubs4Data, la federación europea de Big Data Innovation Hubs. Asimismo, ITI es miembro de la Cátedra STEAM de la UPV, y diferentes iniciativas como Girls4Stem, orientadas a potenciar el talento tecnológico femenino.
Además, su directora gerente Laura Olcina, ostenta la presidencia de FEDIT (Federación Española de Centros Tecnológicos), y es miembro del Consejo Asesor de Ciencia, Tecnología e Innovación (CACTI), del Ministerio de Ciencia e Innovación. En la actualidad 417 empresas desarrollan proyectos con nosotros, 268 de ellas han dado un paso más y se han asociado a ITI, poniendo voz y voto a las TIC.
