Forest Guard: Los ganadores de Microsoft Student Hackathon crean un sensor de deforestación de respuesta rápida

Forest Guard: Ganador del Microsoft Student Hackathon
El ganador de Microsoft Student Hackathon, Forest Guard, es una herramienta de aprendizaje automático e IoT para la tala ilegal y la detección de incendios forestales.

El Microsoft Student Hackathon de 2021, organizado por The Microsoft Garage y realizado de manera simultánea con el Microsoft Global Hackathon de este año, ofreció a los exalumnos en prácticas de verano de Microsoft de 2021 y a sus amigos la oportunidad de enfrentarse a desafíos del mundo real en un entorno estructurado, completo con entrenamiento y acceso a Tecnologías de Microsoft para ayudarles a realizar sus ideas. Estudiantes de 22 países se reunieron de manera virtual en octubre para hackear soluciones para Sustentabilidad, Sociedad, Educación y Habilidad.

“Los estudiantes y los pasantes tienen una larga historia de participación entusiasta en el Global Hackathon, donde aprovechan la oportunidad para conectarse con las personas, la tecnología y los problemas de Microsoft que les preocupan”, dijo Steve Scallen, director senior de participación universitaria en Microsoft Garage. “Mantener a los estudiantes comprometidos con nuestra tecnología garantiza que las nuevas oleadas de profesionales estén listas para crear soluciones únicas e impactantes para todos. Descubrimos que los estudiantes y las escuelas valoran la oportunidad de aplicar las habilidades fundamentales adquiridas en sus programas a problemas importantes y relevantes del mundo real”.

Los ganadores del Gran Premio Student Hackathon de este año completaron sus pasantías en septiembre y optaron por ampliar su experiencia en Microsoft al formar un equipo de hackathon mientras completaban su último año de estudios académicos.

“Después de su pasantía en Microsoft, queríamos crear una oportunidad para que los estudiantes se mantuvieran conectados con Microsoft y usaran las habilidades y el conocimiento que adquirieron en un nuevo proyecto y desafío que reflejara su propia pasión”, dijo Scallen. “También nos complació ver cuántos exalumnos internos aprovecharon la oportunidad de invitar a sus amigos y compartir su propia experiencia con Microsoft”.

El equipo ganador

Gloria Keya, David Lutta, Christine Wanjau, Audrey Njenga
Gloria Keya, David Lutta, Christine Wanjau, Audrey Njenga

Conozcan a Gloria Keya, David Lutta, Christine Wanjau y Audrey Njenga, la fuerza creativa detrás de Forest Guard, el proyecto ganador del Gran Premio de este año. Eligieron el desafío Hack for Earth debido a una pasión compartida por la sustentabilidad y desarrollaron una nueva forma de detectar la tala ilegal con tecnología de Microsoft Azure y las tecnologías IoT.

El equipo está formado por estudiantes de Ciencias de la Computación en universidades de África Oriental: Gloria y Christine en la Universidad de Nairobi en Kenia (UoN), Audrey en la Universidad de Liderazgo Africano con sede en Ruanda y David en la Universidad de Agricultura y Tecnología Jomo Kenyatta, también en Nairobi. Microsoft ha mantenido una presencia grande y creciente en África desde la década de 1990 y estableció uno de los dos Centros de Desarrollo de África en Nairobi en 2019.

“El equipo de Forest Guard se distinguió por su pasión por un importante desafío de sustentabilidad local, su eficacia para aprovechar una cartera de tecnologías de Microsoft, la claridad de cómo su solución podría tener un impacto y su compromiso de utilizar sus áreas de experiencia individuales”, dijo Scallen. “Todos eran becarios de verano en Microsoft y todos tienen ofertas para volver, que han aceptado. Estamos muy emocionados de que hayan elegido comenzar sus carreras profesionales en Microsoft”.

David comenzó a hackear en la escuela secundaria y ganó el tercer lugar en un hackathon internacional que se llevó a cabo en Rumania. Tanto Gloria como Audrey también comenzaron en la escuela secundaria y se unieron a un hackathon para niñas llamado Technovation, lo que despertó el interés duradero de Gloria en las ciencias de la computación e inspiró a Audrey a organizar el primer hackathon de su escuela, Hack4Climate. Christine descubrió la piratería justo cuando golpeó la pandemia de COVID, mientras trabajaba en el proyecto de tránsito Digital Matatus, una colaboración entre UoN, MIT, la Universidad de Columbia y Groupshot.

Se enteraron de la oportunidad del hackathon para estudiantes durante el programa de pasantías y David sugirió que formaran un equipo. “Todos teníamos algún interés en Hack for Earth Challenge, así como en IoT”, dijo Audrey. “Después de una lluvia de ideas, decidimos crear una solución para la tala ilegal. El cambio climático es una realidad desafortunada, y la deforestación es uno de los contribuyentes. Queríamos resolver un problema generalizado y relevante aquí en Kenia”.

En el transcurso de solo una semana, concibieron, construyeron y probaron Forest Guard, un sensor de deforestación in situ en tiempo real y un sistema de alerta que detecta e informa actividades peligrosas o ilegales en los bosques protegidos.

El desafío

La protección de los bosques es un tema que todo el equipo se toma con seriedad y como algo personal. La familia de David vive en un área de Kenia no solo afectada por la silvicultura no regulada, sino también por la caza furtiva de animales y el cambio climático, y él espera que Forest Guard sea parte de la solución. “La tala ilegal es solo uno de los muchos problemas que enfrentan los bosques de Kenia”, dijo.

Gloria dijo que ve a Hack for Earth como una “causa noble” y señaló el peligro particular para la cubierta forestal indígena, cuya rápida desaparición del paisaje sigue sin ser monitoreada en gran medida. “Es alarmante el ritmo al que perdemos la cubierta forestal aquí en Kenia. Durante los próximos dos años, estaremos más allá del punto de recuperación”.

La solución y la tecnología

En lugares donde no siempre podemos tener ojos, Forest Guard nos brinda oídos, y gracias a las tecnologías de Microsoft como Azure Cognitive Services, IoT Hub y Power BI, incluso tiene un cerebro para tomar decisiones basadas en lo que la unidad escucha, crea imágenes legibles llamadas espectrogramas, y alerta al soporte humano apropiado. Los ambientalistas, ingenieros y científicos han tratado de resolver este problema antes, pero muchos métodos actuales se basan en datos satelitales para medir la pérdida de la cubierta forestal con el tiempo. Forest Guard pone el sensor directo en el suelo y puede ser entrenado para reconocer las características de la actividad ilegal. Como explica Christine, “Forest Guard se puede usar donde la tala ilegal y los incendios forestales son comunes. Forest Guard mejorará el tiempo de respuesta para tales situaciones”.

Forest Guard usa sensores para generar un espectrograma de sonidos del bosque que se introducen en el modelo de aprendizaje automático de Azure para su detección.
Forest Guard usa sensores para generar un espectrograma de sonidos del bosque que se introducen en el modelo de aprendizaje automático de Azure para su detección.

Los sonidos se traducen en espectrogramas, cada uno con una firma legible que puede detectar la presencia de motosierras y maquinaria pesada, e incluso señales reveladoras de incendios forestales. Cuando se detectan firmas de ruido preocupantes, la unidad de la Guardia Forestal envía una señal a las autoridades correspondientes.

“Sabemos que en los parques de Kenia se utilizan sensores para combatir la caza furtiva y las cámaras trampa, y sería bueno que también se incluyera a la Guardia Forestal (para proteger los recursos naturales y la vida silvestre)”, dijo Audrey. “Muchos bosques carecen de personal, en especial en los países en desarrollo. Forest Guard podría ayudar a automatizar el monitoreo de la tala ilegal en los bosques mediante el uso de IoT y tecnología de aprendizaje automático”.

Diagrama de cómo el sonido y otra información del sensor, como la temperatura, se transmiten a través del sistema Forest Guard mediante IoT y Azure Cognitive Services
Diagrama de cómo el sonido y otra información del sensor, como la temperatura, se transmiten a través del sistema Forest Guard mediante IoT y Azure Cognitive Services

David dijo que el acceso a herramientas y documentación les permitió superar la curva de aprendizaje que conlleva la adopción de cualquier nueva tecnología. “Las tecnologías de Microsoft jugaron un papel muy importante en nuestro proyecto y sin ellas dudo mucho que hubiéramos podido completar Forest Guard. Pudimos obtener créditos de Azure para usar durante el hackathon, lo que resultó ser muy útil, ya que pudimos usar Azure Cognitive Services para detectar la tala ilegal”, dijo. “Utilizamos Visual Studio Code como nuestro entorno de codificación principal, y tecnologías como Azure Cognitive Services, IoT Hub y Power BI fueron en verdad útiles y muy fáciles de integrar en nuestro trabajo”.

Audrey se sintió complacida de ver que, con un poco de investigación y educación, podían producir resultados reales en un corto período de tiempo, un elemento necesario para un proyecto exitoso de hackathon, si se considera que el equipo solo tuvo una semana para llevar Forest Guard del concepto a un prototipo de trabajo. “Fue fantástico ver que podíamos implementar tecnologías muy complejas en unos pocos pasos”.

Hackear de manera virtual

Esta fue la primera vez que la mayor parte del equipo hackeo de manera virtual, pero dijeron que estaban bien preparados por la pasantía anterior, que debido a COVID también se llevó a cabo en un entorno virtual este año.

“El hackeo virtual era nuevo, pero pudimos utilizar software de colaboración como Microsoft Teams”, dijo Christine. “Nos organizamos para que nuestras reuniones fueran por la noche ya que todos teníamos clases durante el día”. Gloria agregó que la dinámica del equipo y el reparto de la carga también fueron clave para su éxito. “Todos hicieron bien su parte y todos estábamos dispuestos a ayudarnos unos a otros cada vez que nos atascábamos. Determinamos los roles en función de la experiencia previa de todos con diversas tecnologías. Para las tecnologías con las que ninguno de nosotros estaba familiarizado, todos las investigamos y presentamos nuestros hallazgos durante nuestras reuniones diarias de pie”.

¿Qué sigue?

Los cuatro ganadores dijeron que planean mantenerse en contacto y continuar su trabajo en Forest Guard después de graduarse e incluso en sus carreras en Microsoft. “En verdad nos gustaría ver que esto se convierta en un producto real”, dijo Audrey. “A medida que terminamos nuestro último año de estudios, realizamos más investigaciones sobre la tala ilegal y la refinación de Forest Guard, y luego nos sumergiremos por completo en eso después de la graduación”.

Tendrán muchas oportunidades de continuar con el hackeo en sus nuevos roles. Poco después de que el equipo de Forest Guard comience a trabajar como ingenieros de software de tiempo completo en Microsoft Nairobi en 2022, The Garage abrirá una nueva ubicación en el campus de Nairobi para que puedan continuar con el hackeo en lo que más les importa, y utilizarán las mismas tecnologías que desarrollen en Microsoft. The Garage, con 12 ubicaciones físicas en las principales ciudades del mundo y más que pronto estarán en línea, es un impulsor central de la cultura de hackeo en Microsoft, que ofrece programas y experiencias a los empleados durante todo el año en forma de charlas, talleres y entrenamiento, los cuales llevan al Microsoft Global Hackathon anual, el evento privado más grande de su tipo en el mundo.

Microsoft y The Garage agradecen al equipo de Forest Guard por su ingenioso uso de las tecnologías de Microsoft para abordar un problema global que nos afecta a todos. No podemos esperar a ver lo que viene a continuación para Forest Guard y de las mentes creativas de nuestros cuatro nuevos ingenieros de software.

“Es inspirador y conmovedor ver cómo los estudiantes se relacionan de manera tan profunda con nuestra cultura de Diversidad e Inclusión, Marcan la diferencia, tienen Obsesión por el cliente, One Microsoft y por una Mentalidad de crecimiento”, dijo Scallen. “Sus perspectivas únicas y frescas, a través de utilizar sus propias experiencias vividas en sus propias escuelas y en sus propias comunidades, alimentan la pasión por marcar una diferencia en la vida de las personas de todo el mundo”.

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