Guardianes del planeta
En el centro norte de Colombia, el Valle Medio del Magdalena (VMM) alberga una de las biodiversidades más notorias del mundo.
Este valle, que se extiende entre las cadenas central y oriental de los Andes, es crucial para la salud de nuestro planeta. Pero la región, llena de bosques, humedales y llanuras aluviales, enfrenta desafíos. La deforestación y otras actividades humanas amenazan sus ecosistemas únicos, muchos de los cuales no existen en ningún otro lugar de la Tierra. Colombia es el segundo país más biodiverso del mundo, y el VMM cuenta con más de 630 especies de aves, 120 de reptiles, 120 de peces, 50 de anfibios, 50 de mamíferos y 4000 de plantas vasculares. También es un lugar de invernada para muchas especies de aves migratorias de América del Norte.
Desde el suelo del bosque hasta las copas más altas de los árboles, las cámaras y los micrófonos que funcionan con energía solar utilizan la IA para supervisar y salvaguardar los ecosistemas en peligro.
Foto: Santiago Rosado
La Reserva Natural y Estación de Investigación El Silencio, ubicada dentro del VMM en Colombia, sirve como centro de operaciones de la Fundación Biodiversa Colombia, una organización sin ánimo de lucro dedicada a preservar el patrimonio biológico y cultural de Colombia. En la estación de investigación, o campamento base, un equipo de biólogos trabaja en el interior de una imponente cabaña al aire libre, compuesta de madera en bruto y pantallas, observando y monitoreando constantemente la fauna, tanto de forma activa como pasiva. Un grupo de guardabosques se encarga de la supervisión activa, que incluye el mantenimiento y la vigilancia dentro de la reserva, y una red de pequeñas cámaras trampa y micrófonos controla la vigilancia pasiva.
El mayor desafío con el monitoreo pasivo ha sido analizar las cantidades masivas de datos que recopilan las cámaras y los micrófonos. Desde 2010, la información de la Reserva Natural El Silencio se ha recopilado en periodos de 40 días a tres meses, lo que ha generado miles de horas de grabaciones que requieren que los especialistas escuchen e identifiquen ciertas especies, y ha sido imposible escucharlo todo. Y dado que muchas de las cámaras y micrófonos se encuentran en ubicaciones remotas, no siempre es posible revisarlos con frecuencia para asegurarse de que funcionen correctamente, lo que a menudo provoca la pérdida de grandes cantidades de datos. El equipo tampoco ha podido ver la vida salvaje ni escucharla en tiempo real. Si una planta crece frente a una cámara, una batería se agota o un insecto se aloja dentro de un micrófono, nadie se dará cuenta hasta meses después.
«Tenemos un enorme historial que podríamos analizar para saber más sobre este ecosistema. Hacemos lo mejor que podemos para analizar los datos que tenemos, pero realmente lleva mucho tiempo. También requiere de expertos para identificar sonidos y ciertas especies, y eso es muy complicado», dice Fernando Arbeláez, director general de la Fundación Biodiversa Colombia.
Pero eso ha cambiado, para mejor. Porque Fundación Biodiversa se ha convertido en el primer piloto del Proyecto SPARROW.
Preservar y proteger la biodiversidad
El proyecto SPARROW (Solar-Powered Acoustic and Remote Recording Observation Watch) es una solución informática basada en IA desarrollada por AI for Good Lab de Microsoft, comprometida con la conservación de la biodiversidad a través de la observación. Imaginaos la emoción de observar la naturaleza, en los rincones más remotos del planeta, a través de una red de pequeñas cámaras y micrófonos que informan en tiempo real. Estas herramientas, junto con la IA, permiten la detección en vivo de la vida salvaje y las amenazas, lo que permite respuestas de conservación más rápidas e informadas.
En el campamento base, el equipo de la Fundación Biodiversa está utilizando SPARROW para recopilar datos sobre biodiversidad en cámaras trampa, monitores acústicos y otros detectores ambientales que funcionan con energía solar y están equipados con sensores avanzados. Estos datos se procesan con los modelos de IA de vida salvaje basados en PyTorch más avanzados de Microsoft, que se ejecutan en GPU perimetrales de bajo consumo. Luego, los datos se transmiten a través de satélites de órbita baja directamente a la nube, lo que permite a los investigadores acceder a información nueva y procesable sin importar dónde se encuentren. Esta conectividad satelital es crucial para los investigadores que, de otro modo, necesitarían recuperar datos físicamente en ubicaciones remotas.
Lo más emocionante del Proyecto SPARROW es la posibilidad de tener toda la información en tiempo real. Tanto sentados aquí en la Reserva como en mi casa en Bogotá, o literalmente en cualquier lugar, podemos ver lo que está sucediendo en la reserva, y eso es muy útil.
Elevando la observación
«Lo que me encanta de mi trabajo es que me suben al dosel arbóreo y puedo ver Colombia desde una nueva perspectiva. Me encanta que estemos haciendo un trabajo que no solo es científicamente profundo, sino también impactante».
Susana Rodríguez-Buriticá
Investigadora, Instituto Humboldt de Estudios Sociales y Ecológicos Globales
Superpoder científico
«Nuestra mayor limitación era que solo teníamos cantidades fijas de tiempo para analizar nuestros datos. La IA realmente aporta superpoderes a nuestros científicos para que puedan procesar enormes cantidades de datos y dedicar más tiempo a las partes más críticas de su trabajo».
Pablo Arbeláez
Profesor Asociado del Centro de Inteligencia Artificial de la Universidad de los Andes
Innovación sostenible
«SPARROW funciona con energía solar y puede operar en el campo sin necesidad de mantenimiento. La innovación es que podemos comunicarnos con la nube de Azure mediante un satélite».
Juan Lavista Ferres
Científico jefe de datos, Microsoft AI for Good Lab
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Foto: Santiago Rosado
Foto: Santiago Rosado
SPARROW también utiliza la IA para identificar especies a través de la clasificación automática, y sigue haciéndolo. Dado que animales como las cebras y las jirafas tienen patrones únicos, como las huellas dactilares, la IA puede volver a identificar al mismo animal, lo que ayuda a los investigadores a medir las tasas de supervivencia y las poblaciones. Y, para mantener seguros a estos animales y sus hábitats, SPARROW es capaz de ver amenazas como el inicio de un incendio forestal, alertando a los conservacionistas sobre el peligro potencial antes de que se salga de control.
Un elemento crítico de este trabajo es la medición: comprender si los esfuerzos están logrando el impacto deseado e identificar dónde se necesitan mejoras. Para restaurar los hábitats, salvaguardar las especies en peligro de extinción y garantizar la salud a largo plazo de la biodiversidad, se debe medir información precisa sobre el medio ambiente y las criaturas que lo habitan. Y ahora, esos datos están disponibles más rápido que nunca.
Todos los días, los investigadores obtienen datos de SPARROW, cambiando toda la vía de información.
En lugar de pasar incontables horas analizando y organizando, los investigadores han pasado esa tarea a la IA, dándoles más tiempo para comprender lo que está sucediendo en la naturaleza, bueno o malo. Los esfuerzos para salvar y proteger especies en peligro de extinción como el mono araña abigarrado, la rana hoja y el paujil de pico azul se están amplificando a través de una combinación de tecnología de vanguardia y una profunda participación de la comunidad.
La Fundación Biodiversa Colombia también empodera a las comunidades locales a través de programas de educación, empleo y desarrollo sostenible, asegurando que la conservación no solo proteja las especies, sino que también preserve el tejido cultural y ecológico de la región.
Ojos y oídos en la selva tropical
Al sureste del río Magdalena se extiende el brumoso dosel arbóreo de la selva amazónica, otro ecosistema sudamericano en peligro de extinción. Aquí, los investigadores del equipo del Proyecto Guacamaya también están utilizando cámaras trampa y bioacústica para monitorear la exuberante biodiversidad, pero se han encontrado con muchos de los mismos problemas que tiene el equipo de la Fundación Biodiversa Colombia.
De 2022 a 2023, la Amazonía perdió aproximadamente 3 millones de hectáreas por deforestación, un promedio de 10.000 acres por día, según el Proyecto de Monitoreo de la Amazonía Andina. Las imágenes satelitales, las cámaras trampa y la bioacústica ahora están monitoreando los millones de especies dentro de este complejo ecosistema para ayudar a revertir y prevenir daños.
Más de 18.000 investigadores y organizaciones de vida salvaje de todo el mundo, incluido el Proyecto Guacamaya, confían en potentes modelos de IA para ayudar a analizar las grandes cantidades de datos que recopilan. Guacamaya es un proyecto de Microsoft AI for Good Lab implementado en asociación con organizaciones como el Instituto Humboldt y el Instituto SINCHI dedicadas a salvar y proteger la selva amazónica. El 10 % de la Amazonía se encuentra dentro de Colombia, y los avances en IA están ayudando a combatir la deforestación, mejorar el clima y mantener este exuberante entorno biológico a salvo de los daños.
