Nace la Sostenibilidad computacional para ayudar a preservar la Tierra

Desarrollan modelos informáticos que contribuyan a crear un entorno más sostenible

La preocupación por el medio ambiente ha llevado a un equipo de investigadores de la Universidad de Cornell (EEUU) a crear un nuevo ámbito de estudio, la sostenibilidad computacional, para abordar desafíos olvidados por la informática tradicional y desarrollar estrategias para ayudar a los ganaderos y agricultores de África a mejorar su forma de vida, salvar especies en peligro de extinción o explorar nuevas energías renovables. Por Patricia Pérez

Pastores de Kenia utilizan la aplicación móvil para tomar imágenes de la vegetación. Fuente: Nathaniel Jensen, Universidad de Cornell

La innovación tecnológica ha mejorado la comunicación y la conectividad, ha transformado el mercado y la vida de la población en general. Sin embargo, en la práctica, han hecho poco por el bien del planeta. Esa preocupación ha llevado a un equipo de investigación de la Universidad de Cornell, en Estados Unidos, a desarrollar métodos informáticos que contribuyan a crear un mundo más sostenible. Se trata de un equipo interdisciplinario liderado por la profesora de informática Carla Gomes, a la que se suman programadores, teóricos, matemáticos, economistas y biólogos. Juntos han propiciado la creación de un nuevo campo al que han denominado sostenibilidad computacional, para abordar desafíos olvidados por la informática tradicional que van desde el control de la fauna a la reducción de la pobreza. "La sostenibilidad computacional no se puede lograr con una investigación fragmentada, sino que requiere equipos interdisciplinarios de verdad, con trabajo directo en diferentes áreas de la sostenibilidad", explica Gomes en una nota de prensa de la Fundación Nacional de Ciencia (NSF). Precisamente fue este organismo quien impulsó económicamente, entre 2008 y 2013, el primer equipo de colaboración que desarrolló herramientas informáticas fundamentales para la sostenibilidad. A través de ellas se han conseguido resolver problemas ecológicos y económicos urgentes, desde la protección de animales en peligro de extinción a ayudar a pastores rurales en África.

De corredores para osos a registro de aves Uno de los problemas a los que se enfrentan los animales más vulnerables a la extinción es la reducción y fragmentación de los hábitats naturales, algo que se puede reducir con la creación de corredores de conservación, áreas continuas de suelo protegido que enlazan zonas de importancia biológica. Sin embargo, a menudo resulta complicado determinar el mejor diseño, sobre todo con un presupuesto limitado. Gomes y su equipo desarrollaron una técnica de modelado que ha demostrado su eficacia frente a los trazados diseñados a mano, al mejorar el movimiento de las especies reduciendo además el coste. Los investigadores implementaron inicialmente la técnica en un estudio de corredores de osos pardos en las Montañas Rocosas del Norte del país, extendiendo más tarde su uso a áreas con glotones y linces en varios parques nacionales. Una ventaja clave de este método es que permite optimizar simultáneamente múltiples factores, incorporar grandes cantidades de datos sobre el paisaje y el medio ambiente en cuestión, y al mismo tiempo tener en cuenta factores sociales o económicos, algo impensable de forma manual. Otra de las aplicaciones está ligada al ámbito de la ornitología. Tanto profesionales como aficionados que realizan avistamientos y cuentas de aves pueden incorporar los datos obtenidos a bases de datos online como eBird. Sin embargo, si esa información no llega por igual de cualquier parte del país, los resultados son sesgados. Para hacer frente a estas deficiencias, han desarrollado nuevos algoritmos que pueden compensar los sesgos en la distribución e identificación errónea. A través de un sistema de aprendizaje automático crearon su propio observador, que proporciona información inmediata sobre la precisión de los observadores humanos. De esta forma no sólo se mejora la experiencia de los aficionados, sino que se perfecciona la calidad de los datos que el sistema de aprendizaje automático utiliza para tomar decisiones. Con este método se ha creado el informe State of the Birds, un trabajo exclusivo sobre el estado de las más de 10.000 especies de aves del mundo que sirve de indicador de su deterior y descenso poblacional, con las consecuencias que ello supone para la naturaleza en general.

Equipo de investigación en los bosques de Ecuador. Fuente: Julián Larrea

Aplicaciones para praderas africanas Las herramientas y métodos que Gomes y su equipo han desarrollado pueden ayudar tanto a personas como a animales. Así, durante muchos años han explorado formas de mejorar la vida de los pastores nómadas en Kenia, los cuales deben moverse con frecuencia en grandes superficie de tierras áridas y semiáridas para encontrar los pastos necesarios con que sostener sus rebaños. El resultado fue el primer sistema que simula los complejos patrones de movimiento de estos pastores en un paisaje con la dinámica impredecible típica de la ecología de las tierras secas de África. Los modelos capturan los procesos de elección de los pastores, lo que determina dónde y cuándo ir. Para aumentar esta información desarrollaron una aplicación móvil llamada GrazeIt, donde los pastores pueden registrar de forma sencilla detalles sobre el estado o las condiciones de la vegetación que observan. Esta se combina después con imágenes de satélite para ayudarles a encontrar más pasto. Con todo, más allá de las herramientas específicas, el mayor logro del proyecto puede ser el asentamiento de la sostenibilidad computacional, lo que puede servir de inspiración a otros para dedicar sus esfuerzos y experiencia para abordar cuestiones de sostenibilidad. De momento, aparte de conseguir la implicación económica de muchas agencias y organizaciones internacionales, la sostenibilidad computacional se ha hecho un hueco en las universidades y tiene su propio itinerario de investigación en varias conferencias científicas. Ahora comienza la siguiente fase del proyecto, que consistirá en el desarrollo de una red de sostenibilidad computacional que permita la creación de nuevas estrategias para ayudar a los ganaderos y agricultores de África a mejorar su forma de vida, salvar especies en peligro de extinción o explorar nuevas energías renovables para satisfacer la demanda del siglo XXI.