La UPC competeix en un concurs mundial per conservar la biodiversitat de les selves tropicals amb tecnologia disruptiva

Mico sobre una branca de la selva tropical
+
Descarregar

La tecnologia del projecte Providence desenvolupada pel LAB de la UPC capta, durant les 24h del dia, el comportament dels éssers vius que habiten la selva. Imatge: Michel André

Una imatge de la reserva de Mamirauà, a l'Amazones, Brasil
+
Descarregar

Reserva de Mamirauà, a l'Amazones, Brasil. Imatge: Michel André

+
Descarregar

Un dels nodes Providence instal·lat pel LAB a la reserva de Mamirauà, a l'Amazones, Brasil. Imatge: Michel André

Avenços radicals en benefici de la humanitat

La Fundació XPRIZE és una organització sense ànim de lucre que té com a missió realitzar avenços radicals en benefici de la humanitat. A través de competicions a gran escala, atrau inversió externa per fomentar la recerca i el desenvolupament tecnològic que ajudin a resoldre els grans reptes de la humanitat.

Fins ara, els reptes de l’XPRIZE han estat en els àmbits de l’exploració espacial, les ciències de la vida, l’energia, l’educació i, més recentment, la creació de tests ràpids i econòmics de COVID-19.

Un equip de la UPC treballa, juntament amb científics del Massachusetts Institute of Technology (MIT), dels Estats Units; l’Instituto de Desenvolvimento Sustentável Mamirauá (IDSM), de Brasil, i la Delft University of Technology (TU Delft), als Països Baixos, en un projecte per desenvolupar una tecnologia que revolucionarà la conservació de la biodiversitat de les selves tropicals. El projecte liderat per la UPC opta a l’XPRIZE Rainforest, un premi internacional dotat amb deu milions de dòlars, que transformarà la manera de comprendre la complexitat dels boscos tropicals.

09/03/2022

L’equip de científics Providence+, liderat per la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC), ha estat seleccionat entre un total de 36 grups internacionals de 18 països per participar en l’XPRIZE Rainforest, i és l’única representació espanyola en aquesta competició. Impulsat per la Fundació XPRIZE, el Premi, dotat amb 10 milions de dòlars, repta a científics de tot el món a desenvolupar, en els propers cinc anys, noves tecnologies per estudiar de manera ràpida i exhaustiva la biodiversitat de les selves tropicals i utilitzar aquestes dades per millorar el coneixement d'aquests ecosistemes i protegir-ne la biodiversitat. L’XPRIZE Rainforest també impulsa inversions empresarials amb la finalitat de desenvolupar bioeconomies noves, justes i sostenibles.

Un dels reptes dels equips que competeixen a l’XPRIZE Rainforest és presentar solucions tecnològiques que permetin explorar, en 24 hores, una extensió de selva de 100 hectàrees. A més, caldrà avaluar-ne, en 48 hores, la biodiversitat amb les dades obtingudes. Aquesta tecnologia s’ha de desenvolupar i presentar abans de la primavera del 2023, en què es donaran a conèixer els deu equips finalistes i, a finals d’abril del 2024, s’anunciaran els equips guanyadors del primer, segon i tercer premis.   

Preservar el valor dels boscos
Les selves tropicals són fonamentals per a la supervivència de la raça humana. Tenen un paper fonamental en l’estabilització del clima, ja que absorbeixen CO2 i alliberen l'oxigen de què depenem. Cobreixen menys del 10 % de la superfície terrestre, però alberguen més del 50 % de la biodiversitat del planeta  i 50 milions d'habitants. Tot i que constitueixen els ecosistemes amb més biodiversitat, hi ha un coneixement limitat del que suposen. El valor dels arbres i de les espècies que hi viuen no és prou conegut i la capacitat per assolir més coneixement d’aquests ecosistemes és limitada, ja que l'entorn de les selves tropicals és dens, vast i complex.

Preservar aquests ecosistemes de la desforestació és, doncs, més necessari que mai. La ràpida desaparició dels boscos tropicals està comportant, a més, l’extinció d’un nombre alarmant d'espècies. Malgrat aquesta la situació, encara no s’han desenvolupat eines i mètodes adequats per controlar l'estat de la majoria de la vida salvatge i les plantes a la velocitat i escala necessàries per mitigar eficaçment el seu declivi. La tecnologia pot contribuir a ampliar aquest coneixement i a revelar aspectes fins ara desconeguts.

Sensors, drons i robots per escoltar espècies
La iniciativa Providence+ proposa prendre el pols de les selves tropicals, mitjançant un conjunt de bioindicadors específics que monitorin espècies en temps real. Així, s’avaluarà la dinàmica de les poblacions i els índexs ecoacústics de la biodiversitat d’aquests boscos.

El projecte té com a precursora la tecnologia desenvolupada, el 2016, pel Laboratori d’Aplicacions Bioacústiques (LAB) de la UPC juntament amb el Instituto de Desenvolvimento Sustentável Mamirauáua (Brasil), en el marc de la iniciativa Providence i que serveix per supervisar i entendre la vida salvatge. Es tracta dels nodes Providence, una xarxa de sensors que actualment monitoren i fan el seguiment constant de la biodiversitat sota la coberta dels boscos tropicals. El sistema també identifica, mitjançant imatges i sons, una gran quantitat d’espècies, la més gran que fins ara ha permès qualsevol altra tecnologia. Amb la transmissió de dades sense fil i de baix consum d'energia, el sistema d’escolta funciona durant llargs períodes de temps, sense necessitat de manteniment.

Ara, l’equip científic de Providence+ millorarà la funcionalitat dels actuals nodes i inclourà tècniques de visió per computador per identificar les espècies vegetals d’aquests boscos. També introduirà l’ús de drons i robots no motoritzats per fer el seguiment en temps real de centenars d’espècies, per primer cop sense intervenció humana in situ. El nou sistema de sensors incorporarà tecnologia d’exploració d’ADN mediambiental (per explorar l’aire, l’aigua i el sòl) amb la finalitat de detectar la presència històrica d’espècies tant animals com vegetals, a partir de mostres que puguin contenir tan sols pèls, plomes o petjades.

Alhora, els investigadors preveuen ampliar la implementació dels nodes Providence a altres regions de la selva tropical i a altres biomes similars. L’ús sostenible d’aquesta nova tecnologia, integrada en una bioeconomia responsable, millorarà la recerca i preservarà la salut de les selves tropicals. A més, es preveu crear una estructura de dades en obert a disposició de la comunitat científica.

  • El desenvolupament de les tecnologies que integren Providence+ requereix d’una inversió de més d’1,5 milions d’euros. Amb aquest objectiu, la UPC ha posat en marxa un programa de captació de fons dirigit a canalitzar les aportacions d’inversors privats, d’espònsors i de donants, al qual es pot accedir des del web providenceplus.upc.edu.

Un equip internacional interdisciplinari

Providence + està coordinat per l’investigador Michel André, director del Laboratori d’Aplicacions Bioacústiques (LAB), un centre pioner en el seguiment de la biodiversitat i dels efectes del canvi climàtic i de les activitats humanes en la conservació dels hàbitats més fràgils del planeta. Vinculat a l’Escola Politècnica Superior d’Enginyeria de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG) de la UPC, el LAB ha desenvolupat la base de dades bioacústiques més gran del món, que abasta des de l'oceà profund fins a la selva amazònica, la qual cosa permet la visualització en temps real i el seguiment de la fauna i la biodiversitat a tot el món.

L’equip de la UPC que treballa en el projecte Providence+ està integrat pel Grup de Processament d’Imatge i Vídeo, el Wireless Networks Group, el grup de Processament del Senyal i Comunicacions, el Nanosat Label grup en Visualització, Realitat Virtual i Interacció Gràfica el grup de Visió Artificial i Sistemes Intel·ligents i l’Institut de Robòtica i Informàtica Industrial (centre mixt de la UPC i el Consell Superior d’Investigacions Científiques), a més del LAB. Aquests grups estan vinculats, respectivament, a l'Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB) i a l'Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB). L’equip científic compta amb el suport de coordinació de l’Àrea de Recerca i Transferència de Tecnologia de la Universitat.

Així mateix, composen l’equip l’investigador Antonio Torralba, cap de la Faculty of Artificial Intelligence and Decision-Making (AI+D) del Massachusetts Institute of Technology (MIT), dels Estats Units; Javier Alonso-Mora, director del Laboratori de Multirobots Autònoms de la Delft University of Technology (TU Delft), als Països Baixos, i Emiliano Esterci Ramalho, director tècnic de l’Instituto de Desenvolvimento Sustentável Mamirauá (IDSM), de Brasil, co-líder del projecte Providence.

Precisament, Antonio Torralba serà investit doctor honoris causa per la UPC aquest divendres, 11 de març en el marc del 50 aniversari de l’ETSETB de la Universitat, del qual és alumni l'investigador del MIT.

Més informació