Fase experimental
Ha comenzado la fase experimental del proyecto WatchEDGE para el programa RESTART. Jabalíes, ciervos y lobos han sido puestos bajo observación en Parque San Rossore (Pisa) para el caso de uso centrado en el monitoreo de la vida silvestre mediante la combinación de inteligencia artificial, sensores de próxima generación y soluciones de conectividad innovadoras. El objetivo es equipar a los trabajadores y operadores rurales, desde los agricultores hasta los administradores de parques nacionales, con herramientas para controlar diversos fenómenos, desde los incendios forestales hasta los parásitos de las plantas. WatchEDGE está de hecho desarrollando una infraestructura tecnológica capaz de soportar aplicaciones de vigilancia basadas en el procesamiento de imágenes de IA, para crear un sistema eficiente y sostenible con un uso potencial, en este caso, en los sectores agrícola, forestal y de protección del medio ambiente. La gestión de animales salvajes, en particular, es una necesidad cada vez más sentida sobre todo en las zonas rurales, donde su presencia puede causar daños a la agricultura, además de la propagación de enfermedades entre el ganado. Y también daños al medio ambiente: en caso de superpoblación, por ejemplo, los ciervos pueden ralentizar su crecimiento hasta el punto de detener la regeneración de la flora de cuyos brotes se alimentan.
Monitoreo continuo de grandes mamíferos
El proyecto se centra en la integración del procesamiento, el almacenamiento y la comunicación para crear redes inteligentes capaces de procesar datos en tiempo real mientras viajan a través de la red. Las primeras experiencias se llevaron a cabo en las zonas de Pineta y Torre Riccardi entre el 3 y el 5 de marzo en el Parque de San Rossore, donde desde hace décadas se realiza un seguimiento continuo de los grandes mamíferos con censos basados en métodos tradicionales. El Parque ve con gran interés las nuevas herramientas y métodos que WatchEDGE está estudiando, ya que podrían ser utilizados en el futuro como facilitadores de estas operaciones. Para las primeras pruebas, WatchEDGE colocó fototrampas basadas en prototipos de cámaras inteligentes con inteligencia artificial para la clasificación y conteo inmediato de animales, observados de día y de noche. La velocidad y los movimientos de la fauna fueron analizados mediante un radar Doppler multifrecuencia, que también fue monitoreado desde arriba mediante drones equipados con cámaras multiespectrales y térmicas, utilizadas también para examinar la vegetación inferior.
Entrenamiento de algoritmos
Para la conexión inalámbrica en campo entre los nodos de Edge Computing y los sensores inteligentes, se eligió una solución 5G Nomad. Como el 5G privado requiere de un operador autorizado, por ahora se han probado alternativas WiFi y durante las pruebas se han recopilado y analizado miles de vídeos para mejorar el entrenamiento de los algoritmos de IA. Además, se probaron prototipos de Edge Computing nómada (uno integrado en el sistema 5G Nomad y otro desarrollado por Italtel). WatchEDGE también se centra en experimentar con la tecnología SD-WAN, que permite una conexión estable incluso en zonas remotas, integrando diferentes tipos de redes (Wi-Fi, 4G, 5G, satélite). Esto permite recopilar y transmitir grandes cantidades de datos de forma fiable y rentable. La experimentación ha involucrado el conocimiento múltiple de los socios del consorcio, reunidos bajo los auspicios del programa PNRR RESTART, coordinado por la Universidad Politécnica de Milán y compuesto por otras tres universidades (Universidad de Pisa, Universidad de Catania, Universidad de Milán Bicocca), tres empresas (Italtel, Nextworks, Sensor ID) y un centro de investigación (CNIT RaSS de Pisa), en colaboración con la Autoridad del Parque Regional Migliarino, San Rossore, Massaciuccoli de la Región Toscana.
La última meta
En los próximos meses se espera que se complete el desarrollo del sistema de orquestación de servicios, que permitirá el entrenamiento distribuido de modelos de IA (por ejemplo, aprendizaje federado y aprendizaje continuo), para mejorar el rendimiento sin transferir grandes cantidades de imágenes a través de la red. La integración final del sistema permitirá realizar nuevos experimentos en el Parque San Rossore. El objetivo final de WatchEDGE será transformar la investigación en soluciones tecnológicas que también puedan aplicarse en entornos industriales. «WatchEDGE fue diseñado para dirigir la investigación básica hacia soluciones que tengan un impacto en un sector económico específico e importante – dice Guido Maier, coordinador y profesor de Telecomunicaciones en el Politécnico de Milán – Los ocho socios compartieron este enfoque. Los tres socios industriales pudieron identificar oportunidades de transferencia de tecnología hacia nuevos productos potenciales en el proyecto. Los socios académicos, mientras tanto, estudian soluciones de ingeniería avanzadas que puedan integrarse y probarse en el sistema propuesto. El Politécnico de Milán, líder del proyecto, participa en el desarrollo de IA para el procesamiento de imágenes y elementos de red SD-WAN programables. La colaboración con el Parque San Rossore es esencial tanto para probar nuestras soluciones en el campo como para el intercambio mutuo de ideas y experiencias. La primera campaña experimental será seguida por otras actividades in situ, hasta la conclusión del proyecto y ojalá más allá”.
Una inteligencia artificial completamente líquida
«El desarrollo de aplicaciones de inteligencia artificial para la monitorización ambiental no puede prescindir de la cooperación con la red – explicó Stefano Giordano, profesor de Telecomunicaciones en la Universidad de Pisa – Sin embargo, la infraestructura de red está formada por tecnologías heterogéneas que deben ser cada vez más capaces de integrarse e interactuar entre sí. Como parte del proyecto WatchEDGE, la Universidad de Pisa ha comisariado la interacción entre redes satelitales, redes 5G, Edge Computing y redes periféricas de bajo consumo energético para la comunicación entre cámaras en el campo. En el futuro, nuestra investigación se dirige a hacer estas funciones, ahora probadas de forma estática, cada vez más dinámicas, tratando de obtener lo que hemos llamado una inteligencia artificial completamente líquida».
Los otros proyectos
«Somos un Parque abierto a la ciencia y a la experimentación que fomenta una mayor conciencia ambiental y el desarrollo de nuevas técnicas para mejorar la convivencia entre las actividades humanas y la naturaleza —declara Claudia Principe, vicepresidenta de la Autoridad del Parque Regional Migliarino San Rossore Massaciuccoli—. Esta actividad de vanguardia se suma a otros proyectos que estamos llevando a cabo gracias a los fondos del PNRR y que nos llevan a diseñar un futuro mejor y ecosostenible». «Para el programa RESTART, la experimentación llevada a cabo por el proyecto WatchEDGE representa un ejemplo significativo de lo que pretendemos lograr al final de nuestros tres años de actividad – afirma el profesor Nicola Blefari Melazzi, presidente de la Fundación RESTART – Transformar la investigación en soluciones tecnológicas concretas, con impactos reales para sectores económicos fundamentales como la agricultura, es lo que RESTART quiere garantizar poniendo la tecnología al servicio de un futuro más seguro y sostenible». WatchEDGE (Wide-area Agile and flying neTwork arCHitecture for AI-surveillance processing at the EDGE), un proyecto industrial y enfocado, parte del programa “RESTART” del PNRR, comenzó en enero de 2023 y tendrá una duración de tres años. Está financiado por la Unión Europea – NextGenerationEU, con un presupuesto de 1 millón de euros de un total de 116 millones del programa RESTART (fuente: Parco di San Rossore).
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