La Universidad Nacional de La Plata une la matemática, la inteligencia artificial y la robótica para censar de modo automático poblaciones del Venado de las Pampas, una especie autóctona en riesgo que vive en el Parque Nacional Campos del Tuyú.
Investigadoras del Centro de Matemática de La Plata (CMaLP) perteneciente a la Facultad de Ciencias Exactas de la UNLP, participan de un proyecto llamado Wildlife Monitoring Bots, cuyo objetivo principal es el monitoreo mediante drones de poblaciones del Venado de las Pampas, una especie autóctona amenazada.
A partir del entrenamiento digital en el reconocimiento de un venado, los drones permitirán no sólo un seguimiento de los animales para su estudio sino contabilizar cuántos integrantes tienen las manadas. La automatización del proceso representa un cambio sustancial en el censado de los animales, ya que permite evitar la contabilización de los ejemplares “a mano”, a partir de la observación de imágenes.
Robots para monitoreo
El WiMoBo (sigla de Robots para el Monitoreo de Vida Silvestre) es un proyecto interdisciplinar, financiado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España (CSIC). Su director es el Dr. Leonardo Colombo, matemático graduado en la UNLP e investigador del Centro de Automática y Robótica del CSIC. El Centro de Matemáticas de la Facultad de Ciencias Exactas forma parte de este proyecto del CSIC.
Desde el CMaLP, las doctoras en matemáticas Marcela Zuccalli, Daniela Sánchez y Emma Eyrea Irazú colaboran con los desarrollos teóricos y las aplicaciones que se usan en el manejo de los drones que realizan el monitoreo de los venados. La Universidad de San Andrés también aporta al proyecto desde la matemática y la ingeniería, mientras que los conocimientos relativos al ambiente y al manejo de especies corren por cuenta de la Fundación Vida Silvestre Argentina y la Administración de Parques Nacionales.
WiMoBo
Según informa Colombo, en el marco del WiMoBo se han hecho al momento tres pruebas de campo, y actualmente están en la fase experimental de crear una base de datos de imágenes del venado en diferentes áreas del parque nacional Campos del Tuyú, para poder desarrollar el algoritmo que permitirá la detección del animal de modo automático.
“El CMaLP participa en el proyecto desde sus inicios, en julio de 2022, aportando contenidos matemáticos necesarios para los desarrollos tecnológicos. El proyecto es multidisciplinar: intervienen la matemática, la inteligencia artificial y la robótica” relata Daniela Sánchez, una de las integrantes del equipo local. “Dentro de la sinergia entre las tres disciplinas de investigación, las investigadoras del CMaLP asociados al proyecto utilizan distintas áreas de investigación de la matemática para el modelado y el control que se necesitan para los sistemas multi-robot.”
Desde el CMaLP contribuyen con el desarrollo de métodos matemáticos para el modelado y control de sistemas de más de una unidad automatizada, basados en la mecánica geométrica, el control geométrico y la optimización. “Actualmente estamos trabajando en un sistema multi-robot que consiste en un bote coordinado con un vehículo aéreo multirotor (un dron) para que ambos vehículos, de forma coordinada, recorran trayectorias óptimas para la toma de datos ambientales”, precisa Marcela Zuccalli. “Con este sistema se podrán obtener imágenes aéreas para entrenar los algoritmos de inteligencia artificial que serán usados para detectar autónomamente a los venados. Además, proporcionará datos de la calidad del agua que beben los animales”, agrega.
Venados en peligro
El venado de las pampas es un ciervo de tamaño mediano que solía habitar gran parte de nuestro país, pero gradualmente ha sido desplazado de las zonas más productivas de nuestro país.
Actualmente es uno de los mamíferos más amenazados de Argentina y es una especie en peligro, según la Categorización de la Sociedad Argentina para el estudio de los mamíferos (SAREM). Una de las últimas poblaciones del ciervo de las pampas que sobreviven en Argentina están en el Parque Nacional Campos del Tuyú.
Conocer los hábitos de la especie y cómo varían los grupos son informaciones vitales para su protección. Pero seguir las poblaciones por su hábitat natural, los pastizales pampeanos, es una tarea muy costosa en recursos. Por eso, disponer de sensores en un sistema capaz de desplazarse de manera autónoma por el territorio siguiendo recorridos establecidos, especialmente en zonas de difícil acceso, resulta vital.
Clusters de multi-robots
Respecto del estado actual del proyecto, la investigadora Emma Eyrea Irazú explica que “el proyecto aún está en ejecución y desarrollo para alcanzar su objetivo global que es la teledetección del venado. Entre algunos de los resultados recientes se pueden citar el modelado de sistemas multi-robot en el espacio de cluster que sirve para que un solo usuario pueda coordinar este tipo de sistemas de muchos agentes como una sola entidad matemática.
También se avanzó en el diseño de leyes de control para que un equipo de vehículos aéreos multi-rotores pueda conducirse autónomamente por una trayectoria deseada, transportando un objeto pesado, que no se puede llevar con un solo dron, de manera coordinada.“
El CMaLP funciona en la Facultad de Ciencias Exactas de la UNLP y desde 2019 es un centro asociado de la Comisión de Investigaciones Científicas (CIC) de la provincia de Buenos Aires. Tiene como principal actividad la investigación en matemática pura, aplicada y estadística, y la realización de estudios interdisciplinarios.
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