Cómo AI for Earth puede ser una fuerza multiplicadora para soluciones de sustentabilidad

El siglo XXI es la era de los datos y la inteligencia artificial, dos poderosas herramientas con el potencial de resolver algunos de los problemas más urgentes del mundo. Y a pesar de esto, muchos investigadores y líderes todavía tratan de enfrentar los retos actuales con herramientas del pasado – en especial cuando se trata de proteger el medio ambiente.

Tomen como ejemplo la icónica Bahía Chesapeake: Su cuenca se extiende del sur de Pensilvania a Virginia en los Estados Unidos, abarca más de 64 mil millas cuadradas y da soporte a más de 3,600 especies de plantas y animales. Pese a su importancia, su salud con el paso de las décadas se ha estropeado por el desbordamiento de drenajes y el vertido de desechos animales y químicos. El futuro de la cuenca, hogar de 17 millones de personas, depende de una conversación inteligente que esté informada por datos sobre dónde el crecimiento es menos dañino y dónde pueden ser de más ayuda las intervenciones.

Esto requiere un mapa actual de la región que sea detallado y preciso. Hasta hace poco, esto no existía porque recolectar tantos datos y convertirlos en mapas utilizables que cubran el terreno era un proceso lento, tedioso, caro y arduo. Pero ahora, Chesapeake Conservancy, una pequeña organización no lucrativa dedicada a proteger y restaurar las tierras y aguas de la Bahía de Chesapeake, ha utilizado el poder del cómputo en la nube del siglo XXI para crear un nuevo y actualizado mapa.

El mapeo de precisión es un tipo de “MRI del paisaje”, comenta Joel Dunn, Presidente y CEO de Chesapeake Conservancy, que permite una forma de conservación de precisión que antes era imposible de realizar – y es una estrategia que podría ser utilizada para ayudar a proteger otras vías fluviales en peligro alrededor del mundo, si los individuos y las organizaciones pueden acceder a la tecnología que hizo esto posible y utilizarla a todo su potencial.

Ahora, el acceso a las tecnologías actuales de IA tiene un costo y requiere experiencia computacional que la pone al alcance de muchos, en especial de investigadores y pequeñas ONG que trabajan en estos retos ambientales. A través de AI for Earth, Microsoft espera cambiar esta realidad. La empresa invierte 50 millones de dólares en cinco años para poner la IA en las manos de individuos y organizaciones alrededor del mundo que trabajan para proteger el planeta.

AI for Earth está enfocado en aplicar IA a cuatro áreas ambientales de riesgo – cambio climático, agricultura, biodiversidad y agua – y es supervisada por Lucas Joppa, Jefe Científico Ambiental en Microsoft.

Contar con un jefe científico ambiental es algo nuevo para Microsoft. Joppa, quien pasó muchos de sus años iniciales en la exploración de bosques que rodeaban la zona rural de su natal Wisconsin, cuenta con un doctorado en biología de conservación y fue voluntario de los Cuerpos de Paz en Malawi. En Microsoft Research, fue por mucho tiempo líder en ecología computacional, antes de ser nombrado para su nueva posición en julio de 2017.

AI for Earth fue lanzado en julio de 2017, con un fondeo más modesto de 2 millones de dólares. En los primeros meses del programa, Microsoft entregó cerca de 35 subvenciones en más de 10 países para acceso a Microsoft Azure y tecnología IA, para aplicaciones que van desde modelado de abundancia de especies a detección en vivo de cazadores furtivos con imágenes de drones. También organizó el primer congreso educacional de AI for Earth a finales de 2017, en donde ser reunieron 30 participantes de 17 organizaciones.

El interés y la innovación llevó a Microsoft a crear un compromiso más profundo en diciembre de 2017. Explicado como “más recursos acompañados con un compromiso a largo plazo”, Microsoft hará esto en tres maneras. Primero, la empresa expandirá las subvenciones alrededor del mundo para crear y probar nuevas aplicaciones de IA. Microsoft también brindará a universidades, ONG y otros, entrenamiento avanzado para poner la IA en su mejor uso, menciona Joppa.

“Si eres una organización ambiental, o un investigador ambiental individual o un científico, y tienes una buena idea sobre cómo aplicar las herramientas de Microsoft para la ciencia ambiental – queremos ayudarte con eso”, comenta Joppa.

Luego, conforme maduren estos proyectos y el trabajo de Microsoft en esta área, la empresa identificará los proyectos que muestren la mayor promesa y hará inversiones más grandes para ayudar a llevarlos a escala, menciona Joppa.

Microsoft hará esto no sólo con brindar mayores recursos para estos proyectos, también al asociarse de manera más cercana y trabajar a profundidad con un nuevo equipo multi-disciplinario en Microsoft que reunirá a expertos en IA y en sustentabilidad.

El programa ahora tiene también fines comerciales. Como se anunció el pasado diciembre de 2017, Microsoft ayudará a un selecto número de beneficiarios para comercializar esos servicios, para que puedan tener un impacto global tan rápido y amplio como sea posible, menciona Joppa.

“Esto será en adición a nuestros esfuerzos existentes que habilitan la conservación de precisión en tiempo real y mejoran el mapeo del terreno, la agricultura de precisión para incrementar la producción con menos recursos con FarmBeats y un rastreo más eficiente y efectivo, además de enfoques de protección a través del proyecto Premonition”, comenta.

FarmBeats utiliza IA para enfocarse en cómo brindar suficiente comida para alimentar una población mundial esperada de 10 mil millones para el año 2050, y el problema es no contar con suficiente tierra arable para cultivar ese alimento.

FarmBeats, que ahora es probado en diferentes sitios piloto, utiliza sensores económicos, drones, conectividad de banda ancha de bajo costo a través de los espacios blancos de TV, y algoritmos de visión y aprendizaje automático para ayudar a maximizar el uso de las cada vez más escazas tierras de agricultura al brindar a los agricultores información precisa sobre temperaturas y humedad del suelo para que sepan de manera exacta cuándo son los mejores tiempos para sembrar.

Conforme cambia el clima, estos datos se vuelven más importantes. Las sequías y los cambios en las temporadas de siembra son nuevos y no son predecibles. FarmBeats brinda una sencilla manera para que los agricultores mejoren su producción agrícola, disminuyan los costos generales y reduzcan el impacto ambiental de la siembra.

FarmBeats busca “llevar la agricultura de precisión en el espacio donde se reúnen la tecnología y la agricultura, a un conjunto más amplio de personas”, comenta Joppa.

Project Premonition comenzó como un proyecto que utiliza IA para detectar con anticipación enfermedades infecciosas emergentes, como Zika o Ébola. Como en el proyecto del faro AI for Earth, los investigadores trabajan para aplicar las mismas técnicas para monitorear la salud de los animales – no sólo la de los humanos.

“Hay una fantástica intersección de intereses aquí”, comenta Joppa. “Desde una perspectiva de AI for Earth, nos preocupa porque si quieres tener una premonición sobre enfermedades, y si quieres ser capaz de construir sistemas de alerta temprana, entonces esto significa que tienes que ser capaz de muestrear y monitorear los ambientes donde esas enfermedades se esconden antes de que lleguen a las poblaciones humanas. Ese amplio esfuerzo de monitoreo ambiental está alineado a la perfección con nuestra misión”.

Monitorear y reunir muestras de mosquitos de la manera tradicional no es sólo tedioso, también consume mucho tiempo. Project Premonition utiliza drones que ubican de manera autónoma, puntos de alta confluencia de mosquitos, trampas robóticas para identificar y recolectar especímenes, y genómica de escala de nube y algoritmos de aprendizaje automático para buscar patógenos y las especies de la vida silvestre que los hospedan.

Para la meta de AI for Earth de innovación a escala, Microsoft identificará y perseguirá oportunidades para incorporar nuevos avances de IA en servicios de nivel de plataforma para que otros puedan utilizarlos para sus propias iniciativas sustentables. Algunas de las cuales involucrarán servicios de plataforma que serán ofrecidos por terceros. En otras instancias, estas podrían ser incorporadas en las propias plataformas de servicios de Microsoft.

Rob Bernard, Jefe de Estrategia Ambiental para Microsoft, comenta que AI for Earth se une a la perfección con las misiones más grandes de sustentabilidad e innovación de Microsoft.

“Cuando pensamos en nuestro rol como empresa, y como una organización a la escala a la que operamos, tenemos la obligación y la oportunidad de tener un impacto positivo y significativo en estos retos”, menciona.

Microsoft está “muy comprometido con la sustentabilidad y las maneras en las que nuestras tecnologías pueden tener un impacto muy significativo”, comenta Bernand. “Creo que nuestro empleados, clientes y socios estarán emocionados conforme lancemos más programas como AI for Earth y expandamos nuestras inversiones, porque a pesar de que hay muchos retos por delante, también hay una oportunidad enorme”.

Este modelo de asociación ya ha generado resultados en la Bahía Chesapeake. Trabajar con Microsoft permite a Chesapeake Conservancy construir sobre su innovador proyecto de mapeo y comenzar a escalar. La conservación ahora trabaja con Microsoft y Esri, un líder en sistemas de mapeo e información geográfica, para aplicar un enfoque de aprendizaje profundo para crear un algoritmo que sirva para actualizar los datos de precisión existentes, y hacerlo disponible a otros socios a través de los Estados Unidos para crear mapas detallados similares. El proyecto también demuestra el poder de IA para ayudar a organizaciones no lucrativas más pequeñas tal como la conservación, que tiene un equipo de sólo 20 personas.

“No contamos en nuestro equipo con científicos computacionales de inteligencia artificial”, comenta Jeffrey Allenby, el Director de Tecnología de Conservación de la organización. “Y tener acceso a este increíble equipo en Microsoft y Esri, ser capaces de dar vida a nuestros sueños y ponerlos en acción – es uno de esos momentos que son demasiado buenos para ser verdad donde tienes que pellizcarte para comprobar que no estás soñando”.

Joppa cree que este es sólo el principio. “El programa AI for Earth representa una oportunidad masiva de aprovechar las inversiones a largo plazo de Microsoft tanto en IA como en sustentabilidad, e impulsar a socios de todo tipo, en todo el mundo, para construir soluciones a escala”.

Imagen principal: Mapeo de precisión en la Bahía Chesapeake que ayudará a dar a las organizaciones públicas y privadas una mejor idea de qué hay en cada metro cuadrado de tierra alrededor de la bahía para ayudar con los esfuerzos de conservación.