En una mañana fresca de principios de verano, Zhongqi Miao se encuentra detrás de un árbol en la exhibición de nutrias asiáticas de garras pequeñas en el zoológico Woodland Park de Seattle, mientras manipula una pequeña cámara escondida entre las hojas.
El científico de Microsoft AI for Good Lab se centra en Little Frei y Connor, los dos residentes peludos que trepan por las rocas y nadan en una piscina, porque son similares en tamaño y forma a las martas del Pacífico, un animal que ha dejado perplejos a los conservacionistas durante años.
El zoológico ha comenzado a probar un nuevo sistema de monitoreo de vida silvestre con inteligencia artificial incorporada que, con el tiempo, podría ayudar a determinar por qué la marta del Pacífico, una pequeña criatura trepadora de árboles de la familia de las comadrejas, que en apariencia, casi ha desaparecido de la Península Olímpica de Washington.
Woodland Park Zoo se encuentra entre las 20 organizaciones que recibieron una subvención a principios de este año del AI for Good Lab de Microsoft para apoyar proyectos innovadores basados en IA en el estado de Washington. El zoológico prueba SPARROW (Reloj de observación acústico y de grabación remota con energía solar), un sistema impulsado por IA que desarrolló el laboratorio que recopila datos de vida silvestre de cámaras y sensores acústicos y los transmite directo a la nube a través del satélite, lo que permite a los investigadores acceder y actuar sobre información en tiempo real.
Diseñada para permitir el monitoreo de la biodiversidad en lugares remotos de todo el mundo, la plataforma de código abierto, anunciada en diciembre de 2024, puede ser construida y utilizada por cualquier persona. El zoológico, bajo su programa de conservación Living Northwest, espera usar SPARROW para encontrar y evaluar martas del Pacífico en áreas aisladas de la Península Olímpica.
La tecnología se ha comenzado a implementar en otros proyectos en varios países, pero el piloto del zoológico es su primera aplicación en Washington, donde la tecnología se desarrolló en el campus de Microsoft en Redmond.
«Tener socios innovadores como Woodland Park Zoo nos proporciona información temprana sobre cómo funciona la tecnología y qué podría mejorarse», dice Juan M. Lavista Ferres, científico jefe de datos y director de Microsoft AI for Good Lab.
«Y comenzar en nuestro propio patio trasero permite ajustes más rápidos en un entorno más controlado antes de que SPARROW se despliegue en condiciones más remotas y duras».
Detección en tiempo real
En un inicio, el zoológico planeó probar SPARROW para comprender cómo viven los animales e interactúan con los humanos en áreas urbanas, pero los conversadores se dieron cuenta de que la tecnología podría ser más valiosa para el Proyecto de Marta Olímpica del zoológico, que tiene como objetivo determinar por qué las poblaciones de martas en la Península Olímpica siguen de un tamaño pequeño y cómo podrían restaurarse.
Esos esfuerzos son desafiantes en parte porque los biólogos que trabajan en el proyecto recuperan datos de las cámaras de vida silvestre solo durante el verano, dado el terreno accidentado y las condiciones invernales de la región. Si una cámara detecta una de las escurridizas martas durante el invierno, los investigadores a menudo no lo descubren hasta meses después.
«Solo obtenemos datos una vez al año de las cámaras que en la actualidad hemos colocado «, dice Robert Long, científico de conservación senior y director del programa Living Northwest.
«Entonces, para que tengamos comentarios sobre cómo le va a una población o si un animal incluso se encuentra en un área, por lo general tenemos que esperar casi un año completo entre visitas».
Si SPARROW detecta martas en la Península Olímpica, los biólogos podrían ir de manera rápida a esos sitios y establecer dispositivos para recolectar muestras genéticas que puedan ayudar a determinar el tamaño y la viabilidad de la población. Tener una serie de cámaras remotas que proporcionen alertas en tiempo real de las detecciones podría ser clave para ayudar a salvar a las martas del Pacífico en las Montañas Olímpicas.
«Debido a que las martas son tan raras en la Península Olímpica, esta tecnología nos permitiría, si tenemos una detección, intensificar en verdad nuestros esfuerzos para recolectar una muestra de ADN», dice Paula MacKay, especialista en conservación de carnívoros de Living Northwest.
«El valor potencial de conservación en verdad radica en esa detección en tiempo real de especies raras», dice. «Eso permite a los investigadores dar el siguiente paso, cualquiera que sea este, para informar mejor el conocimiento científico sobre esa especie en particular».
Acelerar la investigación de la vida silvestre
Ubicada en el extremo noroeste del estado de Washington, la Península Olímpica es una extensión de 3,600 millas cuadradas que abarca picos cubiertos de glaciares, selvas tropicales cubiertas de musgo y una escarpada costa del Pacífico. Las martas alguna vez estuvieron muy extendidas en la península, donde habitaban tanto en bosques como en zonas subalpinas de gran elevación.
Pero en la década de 1960, las martas se habían vuelto raras debido a la pérdida de hábitat, las trampas, el cambio climático y otras presiones. Durante la década de 1990, no se avistaron martas del Pacífico en la Península Olímpica. Luego, en 2008, una joven marta hembra fue encontrada muerta en un sendero de la península, la primera confirmación de la especie en el área en casi 20 años. Hubo solo unos pocos avistamientos en los años siguientes.
En 2015, Long y un colega de Idaho Fish and Game colaboraron con un ingeniero de Microsoft para desarrollar un dispensador de aromas automatizado que pudiera funcionar durante el invierno y reemplazar los señuelos de cebo utilizados de manera tradicional para el monitoreo de glotones, que deben volver a cebarse cada pocas semanas. Pero el recebo no siempre es factible en invierno, cuando las áreas montañosas remotas a menudo son propensas a avalanchas o inaccesibles debido a la nieve.
Por el contrario, los dispensadores de aroma que funcionan con baterías, colocados en árboles con cámaras frente a ellos, podrían programarse para emitir una pequeña cantidad de señuelo de aroma líquido a diario, durante un año o más, sin ningún mantenimiento.
«Fue súper exitoso», dice Long. «Aumentó nuestra tasa de detección de glotones de tres a cuatro veces más de lo que habíamos experimentado antes».
El nuevo enfoque del dispensador de aromas también condujo a 13 detecciones de martas en el Parque Nacional Olympic entre 2017 y 2019, más que el número total registrado en el medio siglo anterior. Con la ayuda de voluntarios, el zoológico de Woodland Park comenzó a construir los dispensadores de aromas y a venderlos a otros biólogos conservacionistas interesados en atraer una variedad de especies de carnívoros.
Ahora, Long y sus colegas esperan aprovechar su éxito anterior a través de la combinación dispensadores de aromas con la tecnología SPARROW. Planean probar SPARROW en Cascade Range de Washington, donde prevalecen las martas, y luego implementar la tecnología para buscar martas en la Península Olímpica.
La IA de la solución se puede entrenar para reconocer especies particulares, al examinar millones de imágenes y aislar solo aquellas que muestran un animal específico. Esa capacidad, dice Long, podría hacer que SPARROW sea útil para el monitoreo del zoológico de otras poblaciones vulnerables en Cascade Range, como glotones y linces canadienses.
«Podríamos programarlo para las seis o siete especies que más nos interesan y avanzar mucho en nuestro proceso de análisis de datos», dice, «en lugar de esperar a obtener una gran cantidad de datos una vez al año que luego tenemos que analizar».
Nutrias, tigres y osos
De vuelta en el zoológico, Miao y Rahul Dodhia, subdirector del AI for Good Lab, instalaron dos cámaras adicionales fuera de la exhibición de tigres de Malasia y la exhibición cercana de osos perezosos, por medio de bridas y postes para colocar las cámaras en lugares no accesibles para los animales.
El objetivo, explicó Dodhia, es tener múltiples cámaras que se comuniquen con una sola unidad SPARROW para medir si las cámaras se comunican de manera correcta, el sistema tiene la suficiente energía y la señal satelital al Wi-Fi está en funcionamiento. El sistema está programado para identificar solo animales y deja fuera cualquier imagen de personas que las cámaras puedan capturar.
«La idea es cómo funciona este sistema SPARROW cuando trabaja las 24 horas del día, todos los días de la semana, porque queremos que esté operativo sin ninguna intervención humana durante al menos un año», dice Dodhia. «Esta es una simulación segura de un entorno salvaje».
Herramientas como el sistema SPARROW y el dispensador de aromas son cruciales para el énfasis del zoológico en el uso de métodos de monitoreo no invasivos para estudiar especies raras y amenazadas, dice Katie Remine, gerente de conservación de Living Northwest.
«Este tipo de tecnología es muy importante», dice. «Te permite aprender sobre los animales sin estresarlos».
‘Potencial transformador’
El catalizador de SPARROW surgió a través de conversaciones que Lavista Ferres tuvo con expertos en biodiversidad en una conferencia en mayo de 2024.
Al hablar con esos expertos, Lavista Ferres se dio cuenta de que el principal desafío en la recopilación de datos de biodiversidad no era el acceso a los modelos de IA, que muchos conservacionistas ya utilizaban, sino el lento proceso de recopilación manual de datos. Siete meses después, el laboratorio lanzó SPARROW para permitir a los conservacionistas colocar dispositivos en las regiones más remotas del mundo sin necesidad de recuperar datos de manera física.
«Al eliminar esta barrera, SPARROW reduce el ciclo de datos de meses a días, o incluso horas», dice Lavista Ferres. «Cuando combinas esto con la IA, desbloqueamos un potencial transformador, no solo al acelerar el ritmo del trabajo de conservación, sino al ampliar los mismos tipos de preguntas e investigaciones que estos expertos pueden realizar ahora».
Long y MacKay esperan que al proporcionar datos en tiempo real, SPARROW pueda ayudar a los conservacionistas a determinar cómo las martas del Pacífico pueden prosperar en la Península Olímpica como lo hicieron antes.
«Tal vez nos permitiría hacer algo que en realidad no podríamos hacer de otra manera», dice Long, «así que es bastante importante».
Foto principal: Una marta del Pacífico en las Cascadas del Norte. (Foto de Daniel Harrington )