Abejas robóticas: cómo la IA busca salvar la polinización global
Las abejas robóticas son microrrobots impulsados por inteligencia artificial capaces de imitar la polinización natural. La tecnología busca compensar el declive de los polinizadores y proteger la producción mundial de alimentos.
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La polinización es el complejo proceso de transferencia de polen de unas plantas a otras que permite fecundar a las flores y producir semillas y frutos. El transporte del polen depende de los denominados vectores de polinización bióticos (aves, murciélagos, insectos...) y abióticos, como el agua o el viento. Nueve de cada diez especies de plantas dependen en mayor o menor medida de la polinización animal y un 75% de los cultivos de alimentos del planeta necesitan directa o indirectamente la polinización, según datos de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO).
Mariposas, polillas, avispas o escarabajos son insectos polinizadores, pero los más conocidos son las abejas: hay más de 22.000 especies diferentes en el mundo, según datos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Las abejas de la miel son las más famosas. Todas son, en cualquier caso, muy vulnerables a los efectos del cambio climático, el uso de pesticidas, la pérdida de sus hábitats y la expansión de especies invasoras.
Consecuencias de la desaparición de los insectos polinizadores
La conservación de los insectos polinizadores frente a estos riesgos es hoy uno de los grandes retos ecológicos. Son eslabones imprescindibles en el delicado equilibrio que sostiene el funcionamiento de los ecosistemas. Según una investigación del CSIC, los polinizadores garantizan la reproducción de las plantas y, por lo tanto, también la biodiversidad de ecosistemas y la producción de alimentos para consumo humano.
De hecho, según el estudio ’Alimentos bajo amenaza’ de Greenpeace, los polinizadores son responsables de entre el 90% y el 100% de la reproducción de las distintas variedades de cacao, vainilla, kiwi, sandía, melón, maracuyá, calabaza o calabacín. Intervienen en mayor o menor medida en prácticamente todos los alimentos aptos para el consumo humano. El Centre de Recerca en Ecologia i Aplicacions Forestals (CREAF) pone en cifras esta importancia: más de tres cuartas partes de los cultivos del mundo dependen en parte de la polinización de insectos u otros animales. Calculan que entre 235.000 millones y 577.000 millones de dólares de la producción alimentaria dependen directamente de la contribución de los polinizadores.
Cómo funcionan las abejas robóticas y los microrrobots polinizadores
Según una investigación del CSIC, hay un descenso de las poblaciones de abejas silvestres. La sequía, las temperaturas extremas o las frecuentes inundaciones de ciertos hábitats amenazan la supervivencia de estos insectos porque se alteran los ciclos de coordinación con las plantas que polinizan: el inicio de sus ciclos de vida comienza a no coincidir con la floración de las plantas por el cambio climático. Solo viven entre una y tres semanas, y no aparecen más adultas hasta el siguiente año, por lo que deben encontrar con cierta rapidez plantas para alimentarse y dejar descendencia.
Ante esta situación, se está explorando la posibilidad de emplear distintas tecnologías de vanguardia (IA, microrrobótica o visión artificial) para mejorar algunos procesos de la polinización, cuyo mayor reto es la escala, según Carlos Cambra, profesor e investigador de la Universidad de Burgos (UBU). A su juicio, existen varios tipos de polinizadores robóticos:
- Drones: son aeronaves no tripuladas que se pueden utilizar para la siembra directa.
- Robots terrestres: es una tecnología de precisión que permite polinizar cultivos que utilizan visión artificial combinada con sistemas de pulverización.
- Microabejas: es un proyecto de investigación en fase de desarrollo que están concebidos como minidrones que tienen la capacidad de realizar una labor de polinización artificial.
Precisamente, estas microabejas funcionan como drones, pero mucho más pequeñas que los actuales y capaces de esparcir polen por cualquier superficie de manera más precisa. Actualmente se conocen como microrrobots, dispositivos de apenas unos milímetros y de un consumo energético muy bajo formados por microcomponentes. “Son desarrollos cada vez más efectivos. Hace 20 años medían lo mismo que la palma de la mano de una persona. Dentro de un tiempo podremos ver dispositivos polinizadores todavía más pequeños. Además, esta nanotecnología no solo sirve para la polinización, sino también para tareas sanitarias, por ejemplo”, añade.
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Cómo la IA y los sensores inteligentes ayudan a proteger las colmenas
El proyecto de colmenas inteligentes que lidera Cambra en su universidad monitoriza el estado de salud de las colmenas con componentes digitales y redes de comunicación de internet de las cosas (IoT), y conoce en tiempo real, mediante modelos predictivos, variaciones en su producción de miel. Para ello emplean, entre otros, dos grandes recursos:
- Digitalización: la digitalización es esencialmente una gran red de IoT. Se trata de sensores de temperatura, humedad y peso, incluso de gases: si detectan niveles altos de pesticidas, por ejemplo, una ‘nariz digital’ instalada dentro de la colmena hace saltar las alarmas. Además, escuchan a las abejas a través de micrófonos que perciben la frecuencia de sonidos que emiten los insectos. El conjunto de datos recabados por estos sensores permite a los científicos determinar en qué estado de salud se encuentra la colmena.
- Modelos de IA: “Con estos modelos clasificamos todas las imágenes de entrada y salida de las abejas, todos los días y a todas horas, para conocer el estado de salud particular de las abejas y predecir la productividad de la colmena”, explica Cambra.
Con estas tecnologías, el experto y su equipo predicen además los mejores días para polinizar en función de los cultivos, de los hábitats o del periodo óptimo para las distintas especies de plantas. El investigador asegura que ya están colaborando con profesionales del sector primario para que conozcan de primera mano estas tecnologías y puedan así aplicarlas en sus métodos de trabajo.
“Estudiamos a futuro nuevos modelos predictivos con métodos de IA para predecir cada vez con mayor fidelidad el comportamiento colectivo de las colmenas o detectar anomalías mediante la clasificación de imágenes”, agrega el docente universitario. Desarrollan también las capacidades autónomas de los microrrobots, aunque Cambra puntualiza que el control humano siempre existirá.
Ventajas y límites de las abejas robóticas en la polinización
Científicos del MIT, inspirados por la anatomía de los polinizadores naturales, han renovado el diseño de diminutos robots aéreos y han conseguido que vuelen durante 1.000 segundos (100 veces más tiempo de lo conseguido en pruebas anteriores), que pesen menos que un clip y que ejecuten acrobacias en el aire. Los investigadores norteamericanos creen que estos pequeños robots tienen un gran potencial para integrarse en la producción agrícola porque son más pequeños, más rápidos y más eficientes.
| Ventajas y limitaciones de las abejas robot | ||
|---|---|---|
| Aspecto | Ventajas | Limitaciones |
| Agricultura | Mayor precisión. | Alto coste tecnológico. |
| Polinización | Apoyo en escenarios extremos. | No reemplazan los ecosistemas naturales. |
| Monitorización | Datos en tiempo real. | Dependencia energética. |
| Escalabilidad | Potencial futuro. | Tecnología aún experimental. |
Carlos Cambra cree que tecnologías de este tipo deben acompañar en un futuro a la evolución natural de los animales polinizadores, anticipar problemas y evitar enfermedades o parásitos perjudiciales. Su uso dependerá, a su juicio, de los problemas que la tecnología aborde. El científico cree que, pese a parecer evidente, lo más sostenible es preservar intacta la naturaleza. Este experto asegura que las abejas robóticas funcionan por ahora como sistemas de apoyo: “No veo factible que desaparezcan los polinizadores y dependamos de robots. Somos partidarios de ayudar a los polinizadores, de evitar su extinción y de contribuir a los ecosistemas con la tecnología que desarrollamos”.
Preguntas frecuentes sobre las abejas robóticas
¿Qué son las abejas robóticas?
Las abejas robóticas son microrrobots impulsados por inteligencia artificial capaces de imitar algunas funciones de los polinizadores naturales. Su objetivo es complementar la polinización en determinados cultivos y contribuir a proteger la producción de alimentos, aunque todavía se encuentran en fase experimental.
¿Cómo funcionan las abejas robóticas?
Estos microrrobots utilizan tecnologías como la inteligencia artificial, la visión artificial y sensores para desplazarse entre las plantas y distribuir el polen de forma precisa. La mayoría de los desarrollos actuales funcionan como pequeños drones y todavía están en fase de investigación.
¿Pueden las abejas robóticas sustituir a las abejas naturales?
No. Los investigadores consideran que estas tecnologías deben servir como apoyo a los polinizadores naturales, no como sustitutos. La conservación de las abejas y del resto de insectos polinizadores sigue siendo esencial para mantener la biodiversidad y la producción de alimentos.
¿Cómo ayuda la inteligencia artificial a proteger las colmenas?
La inteligencia artificial analiza los datos obtenidos mediante sensores, cámaras y micrófonos instalados en colmenas inteligentes para detectar anomalías, conocer el estado de salud de las abejas y predecir la productividad de la colmena.
¿Qué ventajas tienen las abejas robóticas?
Las principales ventajas son su capacidad para realizar una polinización de precisión, apoyar la producción agrícola en escenarios complejos y recopilar datos en tiempo real. Sin embargo, su elevado coste y su carácter experimental limitan, por ahora, su implantación a gran escala.