Tot i que els boscos tropicals constitueixen els ecosistemes amb més biodiversitat, hi ha un coneixement limitat del que suposen. El valor dels arbres i de les espècies que hi viuen no és prou conegut i la capacitat per assolir més coneixement d’aquests ecosistemes és limitada, ja que l’entorn de les selves tropicals és dens, vast i complex. Preservar aquests ecosistemes de la desforestació és, doncs, més necessari que mai. La ràpida desaparició dels boscos tropicals està comportant, a més, l’extinció d’un nombre alarmant d’espècies. Malgrat aquesta situació, encara no s’han desenvolupat eines i mètodes adequats per controlar l’estat de la majoria de la vida salvatge i les plantes a la velocitat i escala necessàries per mitigar eficaçment el seu declivi. La tecnologia pot contribuir a ampliar aquest coneixement i a revelar aspectes fins ara desconeguts.

Sensors, drons i robots per escoltar espècies
La iniciativa Providence+ proposa prendre el pols de les selves tropicals, mitjançant un conjunt de bioindicadors específics que monitorin espècies en temps real. Així, s’avaluarà la dinàmica de les poblacions i els índexs ecoacústics de la biodiversitat d’aquests boscos.

El projecte té com a precursora la tecnologia desenvolupada, el 2016, pel Laboratori d’Aplicacions Bioacústiques (LAB) de la UPC juntament amb el Instituto de Desenvolvimento Sustentável Mamirauáua (Brasil), en el marc de la iniciativa Providence i que serveix per supervisar i entendre la vida salvatge. Es tracta dels nodes Providence, una xarxa de sensors que actualment monitoren i fan el seguiment constant de la biodiversitat sota la coberta dels boscos tropicals. El sistema també identifica, mitjançant imatges i sons, una gran quantitat d’espècies, la més gran que fins ara ha permès qualsevol altra tecnologia. Amb la transmissió de dades sense fil i de baix consum d’energia, el sistema d’escolta funciona durant llargs períodes de temps, sense necessitat de manteniment.

Ara, l’equip científic de Providence+ millorarà la funcionalitat dels actuals nodes i inclourà tècniques de visió per computador per identificar les espècies vegetals d’aquests boscos. També introduirà l’ús de drons i robots no motoritzats per fer el seguiment en temps real de centenars d’espècies, per primer cop sense intervenció humana ‘in situ’. El nou sistema de sensors incorporarà tecnologia d’exploració d’ADN mediambiental (per explorar l’aire, l’aigua i el sòl) amb la finalitat de detectar la presència històrica d’espècies tant animals com vegetals, a partir de mostres que puguin contenir tan sols pèls, plomes o petjades.

Alhora, els investigadors preveuen ampliar la implementació dels nodes Providence a altres regions de la selva tropical i a altres biomes similars. L’ús sostenible d’aquesta nova tecnologia, integrada en una bioeconomia responsable, millorarà la recerca i preservarà la salut de les selves tropicals. A més, es preveu crear una estructura de dades en obert a disposició de la comunitat científica.

• El desenvolupament de les tecnologies que integren Providence+ requereix d’una inversió de més d’1,5 milions d’euros. Amb aquest objectiu, la UPC ha posat en marxa un programa de captació de fons dirigit a canalitzar les aportacions d’inversors privats, d’espònsors i de donants, al qual es pot accedir des del web providenceplus.upc.edu.

Un equip internacional interdisciplinari 
Providence+ està coordinat per l’investigador Michel André, director del Laboratori d’Aplicacions Bioacústiques (LAB), un centre pioner en el seguiment de la biodiversitat i dels efectes del canvi climàtic i de les activitats humanes en la conservació dels hàbitats més fràgils del planeta. Vinculat a l’Escola Politècnica Superior d’Enginyeria de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG) de la UPC, el LAB ha desenvolupat la base de dades bioacústiques més gran del món, que abasta des de l’oceà profund fins a la selva amazònica, la qual cosa permet la visualització en temps real i el seguiment de la fauna i la biodiversitat a tot el món.

L’equip que treballa en el projecte Providence+ està integrat, per part de la UPC, pel Grup de Processament d’Imatge i Vídeo; el Wireless Networks Group; el grup de Processament del Senyal i Comunicacions; el Nanosat Lab; el grup en Visualització; Realitat Virtual i Interacció Gràfica; l’Institut de Robòtica i Informàtica Industrial (centre mixt de la UPC i el Consell Superior d’Investigacions Científiques), a més del LAB.  

Així mateix, composen l’equip l’investigador Antonio Torralba, cap de la Faculty of Artificial Intelligence and Decision-Making (AI+D) del Massachusetts Institute of Technology (MIT) dels Estats Units i doctor honoris causa per la UPC des d’aquest 11 de març, Javier Alonso-Mora, director del Laboratori de Multirobots Autònoms de la Delft University of Technology (TU Delft), als Països Baixos, i Emiliano Esterci Ramalho, director tècnic de l’Instituto de Desenvolvimento Sustentável Mamirauá (IDSM), de Brasil.

Avenços radicals en benefici de la humanitat
La Fundació XPRIZE és una organització sense ànim de lucre que té com a missió realitzar avenços radicals en benefici de la humanitat. A través de competicions a gran escala, atrau inversió externa per fomentar la recerca i el desenvolupament tecnològic que ajudin a resoldre els grans reptes de la humanitat. Fins ara, els reptes de l’XPRIZE han estat en els àmbits de l’exploració espacial, les ciències de la vida, l’energia, l’educació i, més recentment, la creació de tests ràpids i econòmics de COVID-19. 

El projecte, liderat per la UPC, opta a l’XPRIZE Rainforest, un premi internacional dotat amb 10 milions de dòlars, que transformarà la manera de comprendre la complexitat dels boscos tropicals 

L’equip de científics Providence+, liderat per la UPC, ha estat seleccionat entre un total de 34 grups internacionals de 18 països per participar en l’XPRIZE Rainforest, i és l’única representació espanyola en aquesta competició. Impulsat per la Fundació XPRIZE, el Premi, dotat amb 10 milions de dòlars, repta a científics de tot el món a desenvolupar, en els propers cinc anys, noves tecnologies per estudiar de manera ràpida i exhaustiva la biodiversitat de les selves tropicals i utilitzar aquestes dades per millorar el coneixement d’aquests ecosistemes i protegir-ne la biodiversitat. L’XPRIZE Rainforest també impulsa inversions empresarials amb la finalitat de desenvolupar bioeconomies noves, justes i sostenibles.

Un dels reptes dels equips que competeixen a l’XPRIZE Rainforest és presentar solucions tecnològiques que permetin explorar, en 24 hores, una extensió de selva de 100 hectàrees. A més, caldrà avaluar-ne, en 48 hores, la biodiversitat amb les dades obtingudes. Aquesta tecnologia s’ha de desenvolupar i presentar abans de la primavera del 2023, en què es donaran a conèixer els deu equips finalistes i, a finals d’abril del 2024, s’anunciaran els equips guanyadors del primer, segon i tercer premis.