IA contra las hormigas de fuego

Tienen un comportamiento depredador que se traduce en picaduras feroces. Aunque son originarias de las regiones tropicales de Sudamérica, se adaptan muy bien a cualquier entorno. La hormiga de fuego llega, coloniza nuevos territorios y se convierte en una grave amenaza, ya que provoca problemas medioambientales, sanitarios y económicos. Por este motivo, es fundamental cortarles el paso cuanto antes.

Esa es la meta que se ha propuesto un grupo de estudiantes de Formación Profesional del IES Ribera de Castilla de Valladolid. Para lograrlo, han diseñado una herramienta de inteligencia artificial para identificar la presencia de diferentes especies invasoras. En este momento, según adelantan los alumnos Matthew Brako Medina, Carla López Arnedo y Alejandro J. Álvarez López, se centran en la detección de hormigueros.

¿En qué consiste? Este sistema, que ha sido premiado por Huawei, se basa en la detección que se lleva a cabo procesando imágenes y vídeos de cualquier fuente; se podría utilizar, por ejemplo, fotografías tomadas por un teléfono móvil y subirlas al servidor donde se ejecuta la IA. Eso sí, apuntan que esperan construir un sistema de cámaras que esté conectado de manera directa con la inteligencia artificial y con capacidad para instalarse en pívots de riego, cosechadoras, tractores y otras máquinas agrícolas autónomas. De igual modo, se prevé adaptar drones agrícolas para este fin.

«El objetivo es, por un lado, aprovechar la movilidad de estas máquinas para sondear un área más extensa y, por otro, mantener un control más estrecho de las explotaciones que pudieran sufrir un mayor deterioro en caso de verse afectadas por alguna de estas plagas».

Y es que, tal y como recalcan, lo que han realizado es dotar a la red neuronal de capacidad para discernir si dentro de una imagen existe o no un patrón que se asemeja a un hormiguero o a un espécimen de la especie objetivo. Una vez finalizado su entrenamiento, usando la inteligencia artificial recibe una imagen o un vídeo, devuelve información de la posición en la que se ha encontrado un patrón objetivo y la ‘confianza’ con la que se ha identificado, es decir, cuánto se parece esa zona de la imagen a un hormiguero o a una hormiga de las especies para las que se la ha entrenado.

En su opinión, es una herramienta innovadora porque no tienen constancia de que exista ninguna con estas características. A esto se unen las ventajas que aporta, como son la de favorecer la identificación, detección y tratamiento de plagas mediante métodos sostenibles, por lo que puede clasificarse como tecnología de impacto ambiental positivo. «La detección temprana de plagas puede suponer un ahorro económico, reduciendo la cantidad de pesticidas utilizados, pero sobre todo puede ayudar a disminuir pérdidas tanto económicas como medioambientales», sostienen los estudiantes del IES Ribera de Castilla.

De igual modo, el proyecto tiene también una ventaja social por su carácter colaborativo, puesto que los diferentes sensores distribuidos en maquinaria agrícola por todo el ámbito nacional pueden trabajar de manera coordinada con la IA. Asimismo, cada ciudadano puede aportar imágenes desde sus dispositivos personales que permitan incrementar la capacidad de la IA. Todo ello, afirman, puede contribuir a una mayor concienciación por la preservación de los recursos naturales y la toma de conciencia del peligro que supone la introducción de especies ajenas al ecosistema local.

En particular, exponen que la detección temprana y precisa de especies invasoras, como la hormiga de fuego, puede tener un impacto significativo en la conservación del medio ambiente. «Al prevenir la propagación de estas plagas, se protegen los ecosistemas locales y se preserva la biodiversidad».

El uso de algoritmos de inteligencia artificial, como YOLOv8, demuestra que la aplicación de tecnología avanzada puede contribuir de manera positiva a resolver problemas ecológicos. Además, la automatización de la detección, mediante maquinaria agrícola y drones permite resultados más rápidos y eficientes.

«Al permitir que los usuarios suban imágenes a plataformas comunitarias, se fomenta la participación ciudadana en la detección de especies invasoras y la colaboración a nivel global pueden ayudar a controlar estas plagas en diferentes países y regiones», indican Matthew Brako Medina, Carla López Arnedo y Alejandro J. Álvarez López, antes de comentar que la detección temprana evita costes asociados con la erradicación y la restauración de ecosistemas afectados, por lo que, al proteger los cultivos y la fauna nativa, se minimizan los daños económicos.

Todo surgió, relatan, a raíz de un estudio previo de la hormiga de fuego. Les llamó mucho la atención la existencia de noticias en importantes medios de comunicación internacionales (China, EE. UU., Australia, Nueva Zelanda, etc.) sobre el peligro que supone esta especie y lo difícil que es contener su expansión, así como los esfuerzos dedicados durante años a erradicarla. El siguiente paso fue preguntarse por qué en Europa y, en concreto en España, no hay ningún proyecto conocido para evitar su llegada. A esto se sumó el impacto de la agresividad de esta especie, que puede afectar de manera irreversible a la biodiversidad de la zona en la que logra instalarse.

Sin embargo, a pesar de lo que pudiera influir este trabajo en lo emocional, quisieron poner la debida distancia científica para evaluar de forma objetiva otros posibles proyectos que tenían en mente y que también eran bastante prometedores. Por ello, tras aplicar una técnica denominada matriz de Eisenhower, pudieron discernir qué iniciativa sería más viable teniendo en cuenta el tiempo del que disponían.