‘Necesitamos hacer algunas cosas radicales y necesitamos hacerlas ya’

El 8 de octubre de 2018, las Naciones Unidas publicaron un reporte que hacía un llamado para que el calentamiento global se limitara a 1.5 grados centígrados para los siguientes 12 años. Fallar en hacerlo empeoraría de manera significativa el riesgo de sequías, inundaciones y pobreza para cientos de millones de personas, advirtieron los científicos.

La investigación era una lectura sombría y dejó al descubierto el reto que la humanidad enfrenta para crear un planeta saludable y próspero en el cual puedan vivir las siguientes generaciones.

Lucas Joppa, jefe ambiental de Microsoft y el hombre detrás del programa AI for Earth de 50 millones de dólares de la compañía, tiene una honestidad contundente cuando se le pregunta sobre los descubrimientos de la ONU durante una visita reciente a Londres.

“Hay dos conclusiones que puedes tomar del reporte”, comenta. “Una es que estamos acabados; pero no soy fatalista, así que no trato de tomar ese camino. Si rechazas esa conclusión, que espero que la sociedad lo haga, te quedas con sólo una, necesitamos hacer cosas bastante radicales, y necesitamos empezar a hacerlas ya”.

Tres semanas después, la WWF publicó un reporte que declaraba que las poblaciones globales de vida salvaje habían caído 60% desde 1970.

Décadas de cambio climático, contaminación y el uso excesivo de los recursos naturales llevaron a la organización dedicada a la conservación a concluir que “la variedad de vida en la Tierra y las poblaciones de vida salvaje desaparecen de manera rápida”. Desde una perspectiva financiera, las pérdidas económicas tan sólo en Estados Unidos debido a climas extremos y los costos en salud por la contaminación del aire llegarán a los 360 mil millones de dólares anuales en la próxima década, de acuerdo con un reporte del Fondo Ecológico Universal.

Esas son fuertes declaraciones. La pregunta aún mayor es, ¿Quién puede resolver la que muchos consideran que es la mayor crisis que el mundo ha enfrentado?

“Requiere que todos se integren, y algunos van a tener que desempeñar roles casi desproporcionados”, comenta Joppa. “Los gobiernos necesitan hacer su parte y cada persona tiene que hacer lo suyo. Pero el espacio de la tecnología tiene un rol mayor por jugar para desplegar tecnologías, recursos humanos y experiencia. Tenemos mucho por hacer y no mucho tiempo para hacerlo”.

Con el anuncio de un ambicioso anhelo de parte del presidente de Microsoft, Brad Smith, que hizo un llamado para un enfoque donde la tecnología es primero para la sustentabilidad y la integración de esta como un valor central a través de todas las unidades de negocio, está claro que en Microsoft, Joppa no está solo con esa creencia.

Incluso si de alguna manera eliminan los reportes casi catastróficos de la ONU y la WWF, no pueden ignorar la experiencia de primera mano y el conocimiento del sector ambiental de Joppa. Tiene un título en Ecología de Vida Salvaje y Zoología de la Universidad de Wisconsin-Madison, cerca de donde creció, y un doctorado en Ecología de la Universidad de Duke; ha sido asesor de la ONU, miembro de la Junta de Consejo de Ciencias en Natural England, Asociado Honorario de Conservación en la Sociedad Zoológica de Londres, y se ha sentado en numerosas juntas directivas, incluido el Comité Federal Asesor para la Evaluación Constante del Clima Nacional en Estados Unidos. También pasó tiempo en Malawi, como voluntario con los Cuerpos de Paz de Estados Unidos.

Joppa se unió a Microsoft en 2009 como ecologista en computación, ubicado en el laboratorio de investigación de la compañía en Cambridge. Cinco años después se movió a las oficinas globales de Microsoft en Redmond, Estados Unidos, y tomó su posición actual en julio de 2014 después de crear la iniciativa AI for Earth que fue lanzada por Brad Smith, presidente de la compañía, el año pasado. Es una nueva posición para él, y Microsoft, que muestra la seriedad con la que la compañía se toma el problema del cambio climático.

Las metas de Joppa son claras: “Nos preguntamos: ‘¿Hacemos lo necesario para abordar los problemas ambientales que definen nuestro tiempo? ¿Disminuimos nuestras emisiones y nuestro impacto ambiental negativo? ¿Utilizamos nuestro poder de compra y asociaciones y tecnología para acelerar el cambio ambiental positivo fuera de nuestras cuatro paredes? Y no paramos hasta que la respuesta sea sí”.

Esos son objetivos abrumadores, incluso para una de las compañías tecnológicas más grandes del mundo, pero Joppa tiene plena consciencia de la tarea que tiene por delante. Después de mudarse a Estados Unidos escribió una nota en la que describía cómo la tecnología de vanguardia podía ser utilizada para abordar algunos de los problemas más graves de la sociedad. Esa idea se convirtió en AI for Earth, un programa que ofrece recursos de computación en la nube e IA, entrenamiento y subvenciones para investigadores de todo el mundo que buscan crear un futuro más sustentable.

La demanda para ese programa fue tan grande que el compromiso inicial de un año por 2 millones de dólares que fue revelado en Londres el 12 de julio de 2017, se convirtió en un programa de 50 millones de dólares a cinco años anunciado en el congreso One Planet en París, en diciembre de 2017.

“Hicimos eso [iniciar con 2 millones de dólares] para ver si nuestra intuición estaba correcta, que era que iba a haber mucha demanda por esto”, comenta Joppa. “La respuesta en los primeros meses fue extraordinaria, y venía de todas partes del mundo, de todos los sectores. La gente estaba emocionada y quería involucrarse”.

Más de 230 beneficiarios en más de 60 han recibido subvenciones hasta ahora, y cubren cada continente, una hazaña que Joppa dice es “algo en verdad extraordinario”.

Siete de esas organizaciones están en Reino Unido, y algunos de los proyectos incluyen: en Cornwall, la IA es utilizada para identificar focas; en Shropshire, una compañía implementa aprendizaje automático para aprender a entender el tiempo perfecto para recolectar granos de café en todo el mundo; la Real Sociedad para la Protección de las Aves monitorea vida salvaje en Sierra Leona y Liberia; y la Universidad de Edimburgo utiliza la plataforma de nube de Microsoft para ayudar a los investigadores animales y voluntarios a comunicarse de manera más efectiva.

Joppa cree que el Reino Unido es “un lugar especial excepcional” para la investigación debido a la concentración de talento, empresa y educación en un área que es pequeña de manera relativa. También ayuda que el Reino Unido tiene una historia de exploración, una yuxtaposición de tradicionalismo y modernismo, agrega, el choque del mundo natural y la tecnología de vanguardia.

El Centro Nacional de Oceanografía en Southampton utiliza una subvención para tratar de predecir los estados de las olas marinas en el Atlántico Norte a través del aprendizaje profundo.

El doctor Nicolas Bruneau, científico en la organización, comentó: “Las dinámicas de las olas son una parte clave de nuestro sistema global de la Tierra; sin embargo, los modelos climáticos globales actuales no toman en cuenta las olas de manera directa pues descifrarlas de manera determinística es algo complejo y requiere de un cómputo de un costo muy alto.

“Mi proyecto se enfoca en desarrollar un marco de trabajo de aprendizaje profundo para emular características clave de las olas (necesarias para registrar las interacciones de las olas con el océano y la atmósfera) en una manera precisa y rentable al reducir el número de cálculos una vez que el modelo de aprendizaje automático haya sido entrenado con una gran cantidad de datos”.

Agregó que el poder de cómputo de Microsoft podría brindar enormes beneficios a su estudio.

“El programa AI for Earth permite un acceso sencillo a poderosas computadoras basadas en la nube. Es una gran manera de que los científicos accedan a la plataforma Microsoft Azure y experimenten con ella para evaluar su potencial para un uso futuro. De inmediato supe que podría brindar acceso a nueva infraestructura que todavía no estaba disponible en el Centro Nacional de Oceanografía”.

Todos los acreedores a subvenciones se basan en el trabajo de 35 de Microsoft con la IA, que busca “ayudar a la humanidad y aumentar nuestras capacidades”, de acuerdo con Harry Shum, vicepresidente ejecutivo de IA e investigación en Microsoft. Como resultado del trabajo en sitios como el Laboratorio de Investigación de Cambridge, Microsoft es en la actualidad uno de los líderes expertos en tecnología de IA.

“La gente olvida que Microsoft ha invertido en investigación de IA durante los últimos 35 años; esto no es nuevo para nosotros”, comenta Joppa. “AI for Earth representó el primer esfuerzo de toda la compañía para desplegar esos 35 años de inversión en investigación y tecnología en un área clave de importancia social. Está enfocado en agricultura, agua, biodiversidad y cambio climático, y reconoce el hecho de que, como una sociedad global, tenemos que encontrar la manera de mitigar y adaptarnos a los cambios climáticos, garantizar el suministro de agua limpia, alimentar a la gente de todo el mundo de manera sustentable, y detener la pérdida global de biodiversidad. Debemos enfrentar esto todos juntos, y frente a la creciente población humana. No soy tan viejo, y hay el doble de personas en el planeta que había en el año en que nací. Se espera que ese crecimiento continúe hasta en 10 mil millones de personas”.

Joppa señala que una de las pocas cosas que igualan el crecimiento exponencial de la influenza humana negativa sobre el planeta es el desarrollo de tecnología e innovación.

“Creemos que habrá un significativo rol por jugar para la IA en general y para el aprendizaje automático en particular para construir soluciones”, agrega. “Los beneficiarios de AI for Earth han conseguido un progreso significativo y estoy emocionado por la creciente naturaleza global del programa”.

El Comité para el Cambio Climático concuerda que tomará más que sólo legislación enfrentar el problema, e “involucrará una combinación de nuevas tecnologías, procesos y comportamiento humano”.

Como tal, Microsoft se encuentra en una posición única para ayudar; cuenta con el personal, la configuración, el alcance y la fortaleza financiera. También lidera con el ejemplo al ser neutral en emisiones de carbono desde 2012, poner un precio formal al carbono y construir un campus de cero agua neta en California. Joppa cree que el involucramiento de la compañía podría cambiar el juego.

“Una de las más grandes ironías de nuestros días es que muy seguido pedimos a las organizaciones con menos recursos que sean las que hacen más, organizaciones ambientales no lucrativas, académicos, agencias de gobierno con bajos fondos. ¿¡Estas organizaciones son las que tienen la tarea de resolver los problemas más grandes en la historia de la humanidad?! Eso es absurdo, necesitamos que todos se integren ya.

“Quiero asegurarme que podemos dar las subvenciones a las organizaciones, las que sean, mientras tomen un enfoque donde lo primero sea el aprendizaje automático”.

Sin embargo, no es suficiente sólo dar acceso a las organizaciones a tecnología de vanguardia; la gente que trabaja para esas instituciones necesita saber cómo utilizarla de manera efectiva. Los expertos ambientales no son científicos computacionales; necesitan programas de entrenamiento y educación para conseguir las habilidades necesarias que les ayuden con sus proyectos. Tal vez esos expertos sepan cómo ingresar datos, cotejarlos y estudiarlos, pero tal vez no sepan cómo interpretar cantidades enormes de datos que han sido sujetas a los poderosos algoritmos de IA de Microsoft.

“Sólo porque des tecnología a la gente, no significa que sabrán cómo utilizarla”, comenta Joppa. “Todos son expertos en algo, así que, ¿Cómo impulsamos a la gente para que tomen lo que hacen bien y lo usen en la sustentabilidad ambiental del mundo, y con la IA para acelerar su contribución? ¿Cuáles son los programas de educación y habilidades que necesitamos implementar para asegurar que esa gente que maneja organizaciones ambientales no lucrativas o son miembros de facultades ambientales o trabajan en estas agencias de gobierno… reconocemos que a menudo no se graduaron en ciencias de la computación. Pero si queremos que sean capaces de utilizar nuestra tecnología de la manera más efectiva posible, necesitamos ayudarles a obtener esas habilidades”.

Microsoft ha ensamblado un equipo de AI for Earth que ayuda a los beneficiarios y socios de todo el mundo a construir las aplicaciones que puedan ayudar al planeta. La meta es crear un mundo digital conectado y fluido que pueda ser utilizado por todos los involucrados en el programa de Microsoft, ya sea que vayan a solicitar una subvención en los Estados Unidos o realicen experimentos en un campo en África.

Un ejemplo de esto es iNaturalist, una compañía que invita todas las personas a que sean naturalistas. La aplicación permite a la gente tomar fotos y videos de animales y plantes y subirlas a una base de datos, donde los científicos pueden tomar esa información para aprender más sobre el medio ambiente en diferentes partes del mundo. Los principales contribuyentes han registrado miles de observaciones de cientos de diferentes especies tan solo en noviembre de 2018.

“iNaturalist fue una de las primeras subvenciones que entregamos y desde entonces sólo hemos profundizado nuestra inversión con ellos”, comenta Joppa. “Destacaron el mismo enfoque que tenemos respecto a la implementación de IA, que es el reconocimiento de que la tecnología no resuelve problemas humanos: los humanos son los que los resuelven. La tecnología puede hacer a los humanos mucho más eficientes, más rápidos y más experimentados”.

Imaginen que están en una caminata y ven una mariposa. Toman la foto de ese animal con iNaturalist y envían esa imagen a una base de datos, donde los expertos la pueden identificar. También pueden chatear con esos expertos sobre dónde vieron a esa mariposa y qué hora del día y año fue, para construir un retrato de la vida salvaje local. Ahora imaginen que esto sucede en varios países alrededor del mundo, y de pronto tienen una red de naturalistas amateurs que recolectan datos y hacen el trabajo de científicos expertos.

iNaturalist también utiliza tecnología que ayuda a su comunidad a volverse mejores en la identificación de esas criaturas.

“Si tienes la foto de una especie y la muestras a un algoritmo de visión computacional, te dirá cuál especie es alrededor del 65 al 70 por ciento de las veces”, menciona Joppa. “Si le preguntas al algoritmo las cinco especies más probables, salta a una precisión casi del 95%. No necesitas ser un experto en taxonomía para observar las especies que ves, ver cinco fotos y hacerlas coincidir. Eso es lo que hizo iNaturalist, y trabajamos con ellos para escalar su aplicación sobre Azure”.

Microsoft cuenta con diferentes y poderosos programas de reconocimiento de imagen en su suite Cognitive Services, que son utilizados por las compañías para mejorar la manera en que trabajan con clientes. Sin embargo, ninguno opera todavía en el programa AI for Earth. Joppa busca cambiar esto.

“Una vez que lo has incorporado a la aplicación, puedes comenzar a hacer otras cosas con aprendizaje automático, como mejorar la capacidad del algoritmo de clasificación”, comenta. “Podría decirme la probabilidad de que una especie en particular ocurra en un lugar basado en temperatura, humedad o elevación. Luego podrías tener una probabilidad de qué especie es basado en cómo se ve y dónde la encontraste. Reúne todo eso y tu precisión aumenta de manera significativa. Y podríamos comenzar a motivar a la gente a utilizar la aplicación para que vayan y observen ciertos lugares y busquen animales y plantas. Ahora, es una cosa bastante pasiva”.

“El aprendizaje automático puede jugar un rol crítico cuando tomas a novatos e incrementas su nivel de experiencia para que puedan ser más eficientes en hacer una tarea que el mundo necesita de manera desesperada que se haga”.

Existen algunas metas más importantes para la humanidad que enfrentar las enfermedades que pueden matar a enormes cantidades de personas cada año. De acuerdo con las cifras más recientes de la Organización Mundial de la Salud, 86 países y territorios han reportado evidencia de infecciones de Zika transmitidas por mosquitos, incluido un gran brote en Brasil en 2015.

Mientras tanto, hubo 216 millones de casos de malaria en 2016 a nivel mundial, el 90% de ellos ocurrió en África. Esos casos resultaron en un estimado de 445 mil muertes, sólo mil menos que el año previo.

Hacer frente a ambas enfermedades ha probado ser complicado debido a la falta de fondos en los países afectados, a los riesgos para las personas en las zonas endémicas y patrones climáticos anómalos. Uno de los proyectos AI for Earth favorito de Joppa, Project Premonition, podría ser la respuesta.

“¿Por qué son tan catastróficas las enfermedades más graves? Porque no tenemos idea que van a llegar; nos toman por sorpresa, y los humanos sufren con eso”, comenta. “Para detener que suceda esto tienes que monitorear esas enfermedades antes de que se desencadenen en las poblaciones, pero eso significa que tienes que rastrear la enfermedad mientras todavía está en la vida salvaje, en ocasiones en ambientes remotos”.

Como referencia a Parque Jurásico, Joppa cree que la manera más sencilla de obtener esas muestras biológicas es capturar a los mosquitos, que son “jeringas con alas”. Para hacerlo, Microsoft construyó la trampa para mosquitos más avanzada del mundo.

“Construimos dispositivos que corren algoritmos de aprendizaje automático y que pueden ser desplegados en el campo. Cada vez que un insecto pasa a través del LED de alta frecuencia, proyecta una sombre del ritmo de sus alas”, comenta Joppa. “El dispositivo analiza esa sombra y clasifica en una especie al insecto, determina si debería capturarlo y cerrar la puerta para hacerlo, todo en unos cuantos milisegundos.

“Podemos desplegar el dispositivo y regresarlo al laboratorio de manera rápida, convertir los datos análogos [la información genética] a datos digitales [secuencia genómica], poner esto a través de un canal metagenómico y relacionarlo con todas las formas de vida en la Tierra. Luego podemos crear un tablero de Power BI de todas las enfermedades y especies en ese ecosistema”.

“Hemos hecho un largo recorrido desde que comenzamos ese proyecto, y todavía nos falta mucho para alcanzar todo su potencial, pero sería en verdad algo transformador para la manera en que los humanos monitorean los sistemas naturales de la Tierra”.

Mantener la vista atenta a cómo los humanos afectan al mundo se consigue mejor a través de analizar datos. “Los enfoques computacionales son la tecnología que define a nuestro tiempo”, agrega Joppa.

Con AI for Earth, Microsoft espera que se pueda impulsar a las organizaciones a recolectar datos suficientes para tener un impacto significativo para mejorar al mundo. Joppa tiene claro que Microsoft no será dueño de los datos, sólo ayudará a almacenar y analizar esa información. “La confianza se construye, se gana y se da”, comenta. “Se trata de las decisiones que ustedes, como compañía, deciden tomar”.

“Microsoft sólo construye la tecnología y servicios para hacer mejores a nuestros socios. Ese es el modelo que implementamos en AI for Earth”.