La UPC compite en un concurso mundial para conservar la biodiversidad de las selvas tropicales con tecnología disruptiva

Mono uacario blanco sobre una rama de la selva tropical
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La tecnología del proyecto Providence desarrollada por el LAB de la UPC capta, durante las 24h del día, el comportamiento de los seres vivos que habitan la selva. Imagen: Michel André

Una imagen de la reserva de Mamirauá, en el Amazonas, Brasil
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Reserva de Mamirauá, en el Amazonas, Brasil. Imagen: Michel André

Un nodo instalado en un árbol en la reserva de Mamirauá, Brasil
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Uno de los nodos Providence instalado por el LAB en la reserva de Mamirauá, en el Amazonas, Brasil. Imagen: Michel André

Avances radicales en beneficio de la humanidad

La Fundación XPRIZE es una organización sin ánimo de lucro cuya misión es realizar avances radicales en beneficio de la humanidad. A través de competiciones a gran escala, atrae inversión externa para fomentar la investigación y el desarrollo tecnológico que ayuden a resolver los grandes retos de la humanidad.

Hasta ahora, los retos del XPRIZE han sido en los ámbitos de la exploración espacial, las ciencias de la vida, la energía, la educación y, más recientemente, la creación de test rápidos y económicos de COVID-19.

Un equipo de la UPC trabaja, junto a científicos del Massachusetts Institute of Technology (MIT), de Estados Unidos; el Instituto de Desarrollo Sustentável Mamirauá (IDSM), de Brasil, y la Delft University of Technology (TU Delft), en los Países Bajos, en un proyecto para desarrollar una tecnología que revolucionará la conservación de la biodiversidad de las selvas tropicales. El proyecto opta al XPRIZE Rainforest, un premio internacional dotado con diez millones de dólares, que transformará la forma de comprender la complejidad de los bosques tropicales.

09/03/2022

El equipo de científicos Providence+, liderado por la Universitat Politècnica Catalunya · BarcelonaTech (UPC), ha sido seleccionado entre un total de 36 grupos internacionales de 18 países para participar en el XPRIZE Rainforest, siendo la única representación española en esta competición. Impulsado por la Fundación XPRIZE, el Premio está dotado con diez millones de dólares y reta a científicos de todo el mundo a desarrollar, en los próximos cinco años, nuevas tecnologías para estudiar de forma rápida y exhaustiva la biodiversidad de las selvas tropicales y utilizar estos datos para mejorar el conocimiento de estos ecosistemas y proteger su biodiversidad. El XPRIZE Rainforest también impulsa inversiones empresariales con el fin de desarrollar bioeconomías nuevas, justas y sostenibles.

Uno de los retos de los equipos interdisciplinares que compiten en el XPRIZE Rainforest es presentar soluciones tecnológicas que permitan explorar, en 24 horas, una extensión de selva de 100 hectáreas. Además, será necesario evaluar, en 48 horas, su biodiversidad con los datos obtenidos. Esta tecnología debe desarrollarse y presentarse antes de la primavera de 2023, en que se darán a conocer los diez finalistas, y, a finales de abril de 2024, se anunciarán los equipos ganadores del primer, segundo y tercer premios.

Preservar el valor de los bosques
Las selvas tropicales son fundamentales para la supervivencia de la raza humana. Tienen un papel fundamental en la estabilización del clima, ya que absorben CO2 y liberan el oxígeno del que dependemos. Cubren menos del 10% de la superficie terrestre, pero albergan más del 50% de la biodiversidad del planeta y aproximadamente 50 millones de habitantes. Aunque constituyen los ecosistemas con mayor biodiversidad, existe un conocimiento limitado de lo que suponen. El valor de los árboles y las especies que habitan en ellos no es suficientemente conocido y la capacidad para conocer mejor estos ecosistemas es limitada, al ser entornos densos, vastos y complejos.

Preservar estos ecosistemas de la deforestación es más necesario que nunca. La rápida desaparición de los bosques tropicales está comportando, además, la extinción de un número alarmante de especies. A pesar de estas tendencias, todavía no se han desarrollado herramientas y métodos adecuados para controlar el estado de la mayoría de la vida salvaje y las plantas a la velocidad y escala necesarias para mitigar eficazmente su declive. La tecnología puede contribuir a ampliar este conocimiento y revelar aspectos hasta ahora desconocidos.

Sensores, drones y robots para escuchar especies
La iniciativa Providence+ propone tomar el pulso de las selvas tropicales, mediante un conjunto de bioindicadores específicos que monitoreen especies en tiempo real. Así se evaluará la dinámica de las poblaciones y los índices ecoacústicos de la biodiversidad de estos bosques.

El proyecto tiene como precursora la tecnología desarrollada, en 2016, por el Laboratorio de Aplicaciones Bioacústicas (LAB) de la UPC junto con el Instituto de Desenvolvimento Sustentável Mamirauáua (Brasil), en el marco de la iniciativa Providence, que sirve para supervisar y entender la vida salvaje. Se trata de los nodos Providence, una red de sensores que actualmente permiten monitorizar y realizar el seguimiento constante de la biodiversidad bajo la cubierta de los bosques tropicales. El sistema también identifica, mediante imágenes y sonidos, una gran cantidad de especies, la mayor cantidad de especies que hasta ahora ha permitido cualquier otra tecnología. Con la transmisión de datos inalámbrica y de bajo consumo de energía, el sistema de escucha funciona durante largos períodos de tiempo, sin necesidad de mantenimiento.

Ahora, el equipo científico de Providence+ mejorará la funcionalidad de los actuales nodos e incluirá técnicas de visión por computador para identificar las especies vegetales de estos bosques. También introducirá el uso de drones y robots no motorizados para realizar el seguimiento en tiempo real de cientos de especies, por primera vez sin intervención humana 'in situ'. El nuevo sistema de sensores incorporará tecnología de exploración de ADN medioambiental (para explorar el aire, el agua y el suelo) con la finalidad de detectar la presencia histórica de especies, tanto animales como vegetales, a partir de muestras que puedan contener tan sólo pelos plumas o pisadas.

Asimismo, los investigadores prevén ampliar la implementación de los nodos Providence en otras regiones de la selva tropical y en otros biomas similares. El uso sostenible de esta nueva tecnología, integrada en una bioeconomía responsable, debe permitir mejorar la investigación y preservar la salud de las selvas tropicales. Además, se prevé crear una estructura de datos en abierto a disposición de la comunidad científica.

  • El desarrollo de las tecnologías que integran Providence+ requiere de una inversión de más de 1,5 millones de euros. Con este objetivo, la UPC ha puesto en marcha un programa de captación de fondos dirigido a canalizar las aportaciones de inversores privados, sponsors y donantes, al que se puede acceder desde la web providenceplus.upc.edu.

 

Un equipo internacional interdisciplinar

Providence+ está coordinado por el investigador Michel André, director del Laboratorio de Aplicaciones Bioacústicas (LAB), un centro pionero en el seguimiento de la biodiversidad y los efectos del cambio climático y de las actividades humanas en la conservación de los hábitats más frágiles del planeta. Vinculado a la Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG) de la UPC, el LAB ha desarrollado la mayor base de datos bioacústicos del mundo, que abarca desde el océano profundo hasta la selva amazónica, lo que permite la visualización en tiempo real y el seguimiento de la fauna y la biodiversidad en todo el mundo.

El equipo de la UPC que trabaja en el proyecto Providence+ está integrado por el Grupo de Procesamiento de Imagen y Vídeo, el Wireless Networks Group, el grupo de Procesamiento de la Señal y Comunicaciones, el NanoSat Lab, el grupo de Visualización, Realidad Virtual y Representación Gráfica , el grupo de Visión Artificial y Sistemas Inteligentes y el Instituto de Robótica e Informática Industrial (centro mixto de la UPC y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas), además del LAB. Estos grupos están vinculados a la Escuela Técnica Superior de Telecomunicación de Barcelona (ETSETB) i a la Escuela Técncia Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona (ETSEIB).

El equipo científico cuenta con el apoyo en la coordinación del Área de Investigación y Transferencia de Tecnología de la Universitat.

Asimismo, forman el equipo el investigador Antonio Torralba, responsable de la Faculty of Artificial Intelligence and Decision-Making (AI+D) del Massachusetts Institute of Technology (MIT), de Estados Unidos; Javier Alonso-Mora, director del Laboratorio de Multirobots Autónomos de la Delft University of Technology (TU Delft), en los Países Bajos, y Emiliano Esterci Ramalho, director técnico del Instituto de Desarrollo Sustentável Mamirauá (IDSM), del Brasil, co-líder del proyecto Providence.

Preciasamente, antonio Torralba será investido doctor honoris causa por la UPC este viernes, 11 de marzo, en el marco del 50 aniversario de la Escuela Técnica Superior de Telecomunicación de Barcelona (ETSETB) de la UPC, centro docente del que es alumni este investigador del MIT.

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