Entrevista a Luis Taboada - Proyecto SICAPTOR 2.0

Luis Taboada Antelo es Científico Titular del grupo de Ingeniería de BioProcesos del Instituto de Investigaciones Marinas del CSIC en Vigo. Licenciado en Ingeniería Química por la Universidad de Santiago de Compostela en 2001 y Doctor por la Universidad de Vigo en 2008. Sus principales líneas de investigación se han encaminado al diseño y control de nuevos bioprocesos/plantas para la gestión eficiente de la biomasa marina generada en puertos y en empresas procesadoras, bajo los conceptos de Biorrefinería Marina, ecodiseño y economía circular.

Además, durante los últimos años, ha desarrollado una línea emergente y de gran interés basada en la inteligencia artificial, el aprendizaje profundo y las redes neuronales aplicadas al desarrollo de sistemas innovadores de monitorización electrónica remota en tiempo real, y a nuevos sistemas de marcaje-recaptura que estiman parámetros poblacionales en diferentes áreas marinas.

El proyecto SICAPTOR 2.0 está enfocado al desarrollo de un dispositivo electrónico que se instala sobre la cinta de triado en barcos de arrastre y obtiene fotografías de toda la captura con el fin de identificar las especies y estimar el tamaño y peso de cada ejemplar. Este dispositivo, que llamáis iObserver, es una herramienta basada en inteligencia artificial, en particular algoritmos de deep learning y/o machine learning.

1. ¿Cómo llegaste a trabajar en observación pesquera electrónica basada en inteligencia artificial?

Esa es una muy buena pregunta, teniendo en cuenta que mi formación es Ingeniería Química. Durante el desarrollo de mi carrera investigadora, uno de los principales puntos de interés ha sido la valorización de descartes y subproductos de la pesca mediante una serie de cadenas de valor integradas en lo que denominamos biorrefinería marina, para obtener biocompuestos de interés para el sector de la alimentación, cosmética, nutracéutico, etc., tales como gelatinas, colágeno, omegas-3, ácido hialurónico, hidrolizados proteicos y un largo etcétera.

¿Y qué tiene que ver esto con la observación electrónica? Pues más de lo que parece, puesto que uno de los principales objetivos de la Política Pesquera Común de la UE es la obligación de desembarque, cuyo cumplimiento implica que las flotas tienen que retener y desembarcar toda la captura de especies sujetas a TAC, cuotas o tallas mínimas de conservación y descontarla de sus cuotas asignadas. Por tanto, en un escenario de cumplimiento total de este marco legislativo, la cantidad de biomasa a desembarcar en puerto que, en muchos casos, no puede destinarse a consumo humano directo, crecería exponencialmente y habría que hacer algo para su aprovechamiento, evitando su tratamiento como un residuo más.

Conocer, en tiempo real, cuánta cantidad de biomasa se espera que llegue a puerto en cada momento permitiría dimensionar de forma adecuada esas vías de valorización. Es aquí donde surge la necesidad de desarrollar una herramienta de monitorización electrónica en tiempo real de toda la captura (especies objetivo + descartes). Este es el origen del iObserver desarrollado en el proyecto LIFE iSEAS (julio 2014 – marzo 2018), que es un dispositivo electrónico que contenía un software de reconocimiento basado en algoritmos morfológicos y colorimétricos que identificaba la especie, el tamaño y el peso de cada uno de los ejemplares fotografiados. Este primer dispositivo sirvió de punto de partida para el proyecto SICAPTOR, en el que se llevó a cabo una mejora muy significativa de las capacidades del iObserver.

2. SICAPTOR 2.0 da continuidad a los desarrollos realizados en el Proyecto SICAPTOR y en otros proyectos previos. ¿Qué avances se esperan en esta nueva etapa?

En el primer proyecto SICAPTOR desarrollamos nuevos algoritmos de reconocimiento de especies usando técnicas de aprendizaje profundo (deep learning, en inglés) y redes neuronales convolucionales, obteniendo más de un 98% de acierto en la identificación de especies y un error absoluto medio menor del 3% para la estimación de la talla, para los casos de ejemplares con solapamiento leve o moderado. Esto supuso un gran avance con respecto a la primera versión del iObserver. En esta nueva etapa se pretende solventar los principales problemas asociados a la implementación a bordo de barcos comerciales, debidas fundamentalmente a las limitaciones físicas de espacio en ellos. Por eso, actualmente estamos rediseñando el sistema para minimizar su tamaño y maximizar sus prestaciones de funcionamiento a fin de aumentar la viabilidad de su instalación generalizada a bordo. Las acciones propuestas en esta nueva etapa están centradas en la separación del sistema de visión (cámara) del de procesado (ordenador), el cual se integrará como un instrumento más en puente de mando. Asimismo, en el campo de la visión artificial, se analizarán y evaluarán otros sistemas de visión de menor tamaño y con menores requerimientos lumínicos, tales como las cámaras lineales.

3. ¿Qué aporta al sector pesquero y a la sostenibilidad de las pesquerías el uso de sistemas de monitorización electrónica remota (REM, en inglés)? ¿En qué flotas crees que sería de mayor utilidad?

La Política Pesquera Común de la EU tiene como objetivo garantizar que la pesca sea sostenible desde el punto de vista medioambiental, económico y social, y proporcione una fuente de alimentos saludables para los ciudadanos de la UE. Para conseguirlo, propone que las flotas pesqueras sean más selectivas, la eliminación gradual de la práctica de descartar capturas no deseadas, la mitigación de las capturas accidentales de especies protegidas y la persecución de la pesca ilegal.  Para ello, la UE necesita disponer de sistemas modernos de control de la pesca que permitan un seguimiento eficaz y tecnológicamente avanzado del grado de cumplimiento de las medidas propuestas.

La actual revolución digital debe contribuir a garantizar datos precisos de registro de capturas totales, incluyendo los desembarques, descartes y capturas accesorias, la verificación del esfuerzo pesquero y la capacidad pesquera aplicable a la potencia del motor de los buques, una mejor trazabilidad de los productos pesqueros y mejores sistemas de certificación de capturas.

En cuanto a qué flotas les resultaría de mayor utilidad, creemos que a todas ellas, puesto que la disponibilidad de gran cantidad de datos reales de capturas en tiempo real servirá para hacer a este sector más rentable y sostenible en el futuro. Es evidente que artes más selectivas como el palangre, dónde los ejemplares se suben uno a uno al barco, permitirán una mejor estimación de la composición y cuantificación de la captura total y by-catch que en el caso del arrastre de fondo, donde el número de especies que nos podemos encontrar es muy elevado, además de estar altamente mezclados y solapados los diferentes individuos.

4. Se está debatiendo el nuevo reglamento de control de la actividad pesquera de la UE. ¿Cuál es tu opinión del mismo y cuál crees que será el papel que los sistemas REM como el iObserver jugarán en este nuevo marco legal?

Este tema del nuevo reglamento de control de pesca ha tenido una gran repercusión a nivel regional y nacional puesto que, por ejemplo, el sector gallego ha entendido que la realidad de la actividad pesquera y de marisqueo en Galicia no se ha tenido en cuenta desde los despachos de la Unión Europea, generando un importante descontento ante la aprobación del anteproyecto por parte del Parlamento Europeo, cuyas medidas, como la geolocalización de embarcaciones de menos de 12 metros de eslora y el registro digital de las capturas antes de llegar a puerto, afectarían de manera importante a la flota de bajura y al marisqueo, embarcaciones y actividades gestionadas, muchas veces, por una sola persona, haciendo muy difícil su implementación y manejo.  Sin embargo, la UE ha indicado que no tiene prisa en su definición e implementación y que quiere hacer las cosas bien, yendo con calma en la aprobación definitiva del nuevo Reglamento, y que sea un texto que responda a las características, particularidades y necesidades de cada una de las regiones pesqueras. Esperemos que cumplan estas promesas y que, sobre todo, los requerimientos y tecnologías sean realistas y fácilmente implementables, sin suponer un problema o perjuicio para los hombres y mujeres del mar.

En cuanto al papel que jugarán los sistemas REM como el iObserver, estoy convencido de que tienen que ser y serán la pieza central para que las tareas de monitorización, control y vigilancia que se propongan en ese nuevo reglamento sean efectivas, eficientes y de utilidad a las autoridades, garantizando el cumplimiento de las políticas de pesca, pero, además, al sector pesquero, por el gran volumen de información de la que dispondrán para optimizar su actividad.

5. ¿Cuánto estimas que podría tardar esta tecnología en llegar al mercado?

Esperamos que la solución iObserver que estamos desarrollando llegue al mercado en 2-3 años, aunque ya existen en el mercado europeo sistemas REM, para diferentes propósitos y con diferentes tecnologías. Entre ellos, podemos destacar el EM Observe™, desarrollado por Archipelago Marine Research en Canadá, que desde 2017 está distribuido por una empresa gallega (Marine Instruments). Otra tecnología disponible es el Black Box, desarrollada por Anchor Lab K/S (Dinamarca). Finalmente, a nivel nacional tenemos el Ojo electrónico, desarrollado por Marine Instruments. Con el eEYE™, los datos son almacenados en un disco duro interno y se puede descargar a través de USB o Wi-Fi para proceder a su análisis una vez en tierra. Las cámaras también se pueden visualizar desde el puente.

Sin embargo, nuestra propuesta iObserver ofrece una serie de ventajas competitivas frente a estas soluciones actualmente disponibles en el mercado. Concretamente, en el momento que el sistema o el usuario identifica el comienzo del lance, el sistema comienza la captura de imágenes, la identificación automática de especies y la cuantificación de las mismas. Al final de la etapa de reconocimiento, que se realiza durante el mismo lance en tiempo real, el sistema genera un archivo de resultados, con formato ASCII-CSV, de poco tamaño que es transmitido al sistema RedBox (aplicación gratuita complementaria al iObserver). Dicho sistema integra los datos de reconocimiento con la información proporcionada por la instrumentación del barco para georreferenciarla y todo ello se transmite a un centro en tierra donde se analizan/representan los datos. Por tanto, no es necesaria la intervención de un observador en tierra para analizar fotografías y/o videos, ni descargar/enviar ningún tipo de información. El procesado de las imágenes es automático, a bordo y en tiempo real, con el gran ahorro de costes que esto supone. Además, presenta una interfaz gráfica de usuario (GUI) sencilla e intuitiva, que permite un funcionamiento independiente y automático, salvo pequeñas interacciones de mantenimiento a realizar por el usuario, y permite el entrenamiento y adición de nuevas especies a identificar de manera muy sencilla, lo que lo dota de una gran flexibilidad.

6. ¿Qué dificultades estáis encontrando a nivel técnico? ¿Y qué otras dificultades (económicas, sociales o de tipo comercial) puede haber?

Los principales problemas encontrados durante las pruebas realizadas en barcos comerciales se pueden resumir en que las instalaciones a bordo de los arrastreros tienen que hacerse caso por caso (con soluciones a la carta) puesto que las configuraciones de los parques de pesca son muy variadas, haciendo incluso, a veces, imposible la instalación del iObserver con garantías de obtener unos datos adecuados de la captura.

Además, y como resulta lógico, hay una pérdida de robustez en el reconocimiento de especies cuando los ejemplares están muy amontonados durante la fase de triado, de modo que, si los peces se tapan unos a otros, no podemos ver lo que hay en esas distintas capas de peces. Este problema se resolvería rediseñando los parques de pesca, introduciendo diferentes soluciones como bandas flexibles o semirrígidas en las cintas de triado, o incorporando cintas transportadoras con secciones a distintas velocidades, para evitar los amontonamientos. Pero esto implica otros niveles de actuación y de inversión, que serían complementarios a un sistema REM como el iObserver.

Finalmente, en algunos casos, la solución del sistema de iluminación, pese a ser muy buena, resulta demasiado aparatosa y podía llegar a molestar a los marineros durante su actividad a bordo. El objetivo de SICAPTOR2.0 es intentar solventar estos problemas mediante el rediseño del sistema iObserver.

7. Desde el punto de vista tecnológico, ¿cómo ves la monitorización electrónica dentro de 10-15 años?

Es evidente que la instalación a bordo de todos los barcos comerciales de pesca de un sistema como el iObserver para cuantificar toda la captura puede demorarse todavía algunos años mientras se desarrollan equipos estándares, robustos y de fácil implementación en todas las pesquerías nacionales y europeas en base a las recomendaciones y requerimientos técnicos establecidos por la Agencia Europea de Control de Pesca (EFCA) para equipos REM (https://www.efca.europa.eu/en/content/technical-guidelines-and-specifications-implementation-remote-electronic-monitoring-rem-eu).

Estoy convencido de que la implantación de estos sistemas REM se generalizará en los próximos 5 años como herramientas, no sólo para el control y monitorización por parte de las autoridades, sino como herramientas aceptadas e incorporadas por los propios pescadores para mejorar la gestión de su actividad pesquera. De hecho, el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación está preparando una línea de ayudas para la implementación a bordo de sistemas REM para 2022-2023. Por tanto, la oportunidad y el reto tecnológico están ahí, y en aportar nuestra solución y conocimiento al mismo es en lo que estamos trabajando en SICAPTOR 2.0.

8. ¿Cómo es tu relación con el sector pesquero y qué mensaje mandarías a los armadores y a las tripulaciones?

Mi experiencia personal es que, pese a los temores lógicos que nos llevan años expresando sobre que no quieren que se les controle, o que se les instale el tan repetido Gran Hermano, el sector colabora y tiene interés en desarrollar estas tecnologías para que les ayuden en su día a día a llevar a cabo una actividad pesquera más eficiente, tanto del punto de vista medioambiental, como económico.

Siempre hemos encontrado el apoyo de las flotas y lo agradecemos, porque nuestro principal objetivo ha sido siempre contar con ellas, colaborando mano a mano para obtener su feedback en el desarrollo de herramientas y tecnologías innovadoras como el iObserver. Que las autoridades quieren llevar a cabo un control y monitorización más efectivos de su actividad es cierto, pero no tiene por qué ser negativo, porque sabemos que el 99,9% de los pescadores hacen bien su trabajo y cumplen las normas. Por lo tanto, estas nuevas tecnologías de monitorización electrónica, además de servir a las autoridades para aumentar el análisis y seguimiento de cumplimiento de las políticas pesqueras, les pueden ofrecer una cantidad ingente de datos de gran valor que les ayuden a hacer su labor más sostenible, garantizando su futuro y el de los recursos marinos. Todos nos beneficiamos de un mar bien gestionado y explotado.