Un innovador dispositivo submarino que controla las poblaciones de peces
En los últimos años, las poblaciones de peces del mundo han estado sometidas a una serie de presiones, como la sobreexplotación por el sector pesquero, la pérdida de hábitats y la contaminación. En algunos ecosistemas marinos, importantes especies se están agotando y han dejado de desempeñar sus funciones ecológicas. Desgraciadamente, las autoridades carecen de datos de biomasa precisos sobre las poblaciones actuales y de las herramientas tecnológicas para controlarlas, lo cual dificulta la adopción de las medidas adecuadas. El proyecto SYMBIOSIS, respaldado por la UE, desarrolló un sistema para la supervisión a largo plazo de la biodiversidad de peces y desplegó un prototipo en tres entornos costeros y marinos. El proyecto detectó y evaluó la biomasa de más de diez mil peces, incluyendo dos mil pertenecientes a seis especies elegidas como indicadores de biodiversidad. «SYMBIOSIS suministra información actualizada sobre poblaciones de peces clave; así, las autoridades pueden legislar y tomar decisiones en base a pruebas, por ejemplo para imponer prohibiciones de pesca», señala el coordinador del proyecto, Roee Diamant, de la Universidad de Haifa, anfitriona del proyecto. «Nuestra innovación también podría servir como herramienta de investigación ecológica, por ejemplo para estudiar el comportamiento de los peces». Los resultados del proyecto ya han aparecido en diversas publicaciones.
El enfoque «rastrear antes de detectar»
El sistema SYMBIOSIS detecta, clasifica y calcula la biomasa de seis especies de peces clave: atún blanco, dorado, pez espada, caballa del Atlántico, jurel del Mediterráneo y pez de limón. Estas especies se seleccionaron siguiendo criterios sociales y ecológicos, como su importancia comercial y disponibilidad en las zonas de estudio. Otros factores considerados fueron la inclusión de una variedad de tipos y tamaños corporales, velocidades de nado y conductas de formación de cardúmenes. La tecnología óptico-acústica independiente de SYMBIOSIS funciona de forma autónoma y conserva energía hasta durante tres meses gracias a un diseño basado en una cadena de pasos progresivos. El sistema transmite periódicamente una señal acústica subacuática corta de banda estrecha. El procesamiento de señales y la red neuronal captan cualquier reverberación, la cual indica objetivos móviles. Si se detecta un objetivo, entonces se emiten veinte señales de banda ancha y sus reverberaciones se analizan mediante una combinación de técnicas de programación y aprendizaje automático. Con un alcance de detección en un radio de 500 metros, estas herramientas verifican que el objetivo móvil es un pez, calculan su tamaño y estiman su ubicación y trayectoria. Si los objetivos se desplazan hacia el amarre de SYMBIOSIS, se activan diversas cámaras y estrobos para recopilar imágenes para las operaciones de clasificación y detección de la red neuronal. La información sobre el número, tamaño y especies de peces se comprime y se envía a tierra a través de una combinación de enlaces de radio y acústicos. Cada componente del sistema se comprobó por separado en más de cincuenta experimentos marítimos. Un prototipo se sometió a 10 experimentos marinos antes de su despliegue en 3 localizaciones de prueba: 1 mes bajo una boya de superficie en aguas costeras con una profundidad de 125 metros en el Mediterráneo; 2 días en el mar Mediterráneo en aguas con una profundidad de 1 400 metros; y 2 semanas en aguas poco profundas en un arrecife del Mar Rojo. Mientras que SYMBIOSIS alcanzó la mayoría de sus objetivos, no logró clasificar los peces mediante su firma acústica. Para lograrlo, ahora el equipo está desarrollando una base de datos mayor de señales acústicas de diferentes peces, así como nuevos algoritmos que se adapten a una mayor diversidad. «No obstante, estos experimentos demostraron el potencial del sistema para alcanzar una detección precisa y su capacidad de funcionar de forma autónoma durante períodos prolongados de tiempo», explica Diamant.
Un diseño modular
El sistema de SYMBIOSIS es modular para una mayor flexibilidad y capacidad de adaptación. Ahora se están produciendo comercialmente los componentes hidroacústicos desarrollados por Evologics, como un sistema de posicionamiento acústico de línea de base ultracorta. Las demostraciones y ventas ya están en curso y los componentes ópticos se siguen desarrollando. El sistema será más pequeño para que resulte más comercializable. Otras mejoras incluirán una mayor eficacia energética y redes neuronales más potentes.
Palabras clave
SYMBIOSIS, pez, acústica, aprendizaje automático, Mediterráneo, poblaciones, pesca, hábitat, contaminación, cámara, señal
