El canvi climàtic i la transformació digital representen dos dels reptes més grans per a la humanitat. La Intel·ligència Artificial (IA), l'aprenentatge automàtic (Machine Learning – ML) i la computació al núvol tenen un enorme potencial per proporcionar solucions innovadores i sostenibles per salvaguardar la biodiversitat, gestionar l'ús agrícola del sòl de forma més eficient i garantir la disponibilitat d’aigua, per citar només alguns camps d’aplicació.

En aquest context, Microsoft va impulsar fa cinc anys el programa AI for Earth, una iniciativa global encaminada a posar la tecnologia de dades i Intel·ligència Artificial en mans d'experts per impulsar el desenvolupament de solucions de sostenibilitat que milloressin el medi ambient i els ecosistemes.

Dins d’aquesta iniciativa de Microsoft i en col·laboració amb la Generalitat de Catalunya i el CIDAI (Centre of Innovation for Data Tech and Artificial Intelligence), es va dur a terme una hackató en què diferents professionals i grups de treball multidisciplinaris van poder exposar i presentar idees transformadores sobre l’ús de la IA en favor de la sostenibilitat ambiental. En el marc d’aquest esdeveniment, es va organitzar un espai de generació d’idees, amb la participació d’experts de la comunitat tecnològica i de l’àmbit de la sostenibilitat i el medi ambient, institucions públiques i acadèmiques, desenvolupadors i empreses, per proposar i dissenyar solucions innovadores basades en dades i IA que ajudin a resoldre reptes en l'àmbit de la sostenibilitat a Catalunya en les àrees de Biodiversitat, Agricultura, Aigua i Canvi Climàtic.

Com a resultat de la hackató, s'han seleccionat tres projectes innovadors que han rebut de Microsoft una beca de finançament, que inclou formació, assessorament tècnic, suport per part d'experts de la companyia tecnològica i fins a 15.000 dòlars per a l'ús de la plataforma ‘cloud’ Microsoft Azure.

Aquesta iniciativa forma part del protocol de col·laboració signat per la Generalitat de Catalunya i Microsoft per al desenvolupament i la innovació al sector TIC de Catalunya. Aquest protocol estableix un marc de cooperació mútua entre les dues entitats en àmbits prioritaris de l'estratègia digital del Govern, com ara la sostenibilitat, el talent digital, la nova economia de l'espai, la implementació de tecnologies digitals avançades en sectors clau com la salut o la presència del català al món digital.

Tecnologia punta al núvol per millorar la gestió de les conques hidrogràfiques

Un dels reptes principals en l'àmbit de la gestió de conques hidrogràfiques és garantir el compliment del marc normatiu vigent, que exigeix ​​un coneixement ampli i continu de la situació de les masses d'aigua des del punt de vista de la quantitat i la qualitat.

Fins ara, s'han instal·lat xarxes de control automàtiques distribuïdes per tot el territori o mitjançant la recollida de dades manualment. Però cap d'aquestes solucions no ha permès disposar de la informació suficient per assegurar el compliment correcte de la normativa.

El projecte premiat per Microsoft i dissenyat per un equip multidisciplinari format per Cetaqua, Eurecat, Aigües de Manresa i l'Agència Catalana de l'Aigua (ACA), proposa la implementació de solucions tecnològiques basades en ‘cloud’ i IA. A partir de la informació existent (cabals, paràmetres de qualitat, precipitació, temperatura, etc.), aquestes solucions generaran models que permetin augmentar la informació disponible de la conca, amb un nivell de precisió suficient per respondre al marc normatiu.

A més, la solució proporcionarà els passos inicials per a l'elaboració d'un bessó digital per a la gestió de les conques hidrogràfiques, com a eina per validar les polítiques i alertar amb antelació sobre esdeveniments perjudicials que derivaran en accions operatives específiques dins de la xarxa hídrica.

Ús de drons i Intel·ligència Artificial per censar animals salvatges de nit

Per preservar la biodiversitat, és essencial vigilar periòdicament la població d'espècies. El Cos d'Agents Rurals, en col·laboració amb els responsables de biodiversitat de la Generalitat de Catalunya, treballen per garantir la conservació de la natura i la protecció del medi ambient i fan censos i vigilen la fauna de múltiples espècies d’animals protegides.

També duen a terme la vigilància, el control i la inspecció de l'activitat cinegètica, i col·laboren en la gestió dels vedats públics de caça i en la lluita contra el furtivisme i l'enverinament de la fauna silvestre. El treball dels Agents Rurals també ajuda a avaluar els danys causats a l'agricultura i la ramaderia per les espècies protegides de la fauna autòctona. En els darrers anys, ha augmentat significativament la necessitat de donar suport als agricultors i caçadors per al control de les poblacions de porc senglar, a causa de l'augment dels danys que causen al sector primari.

Un altre aspecte de gran importància és la participació en programes de prevenció i lluita contra patologies de gran impacte econòmic, social i ecològic, com ara la pesta porcina africana (PPA). La seva entrada en un estat implica restriccions totals a la comercialització exterior dels porcs domèstics, cosa que té efectes molt importants a nivell econòmic. En el cas de Catalunya, gran part del PIB depèn d'aquesta espècie ramadera, a causa de la producció en grans quantitats (cria i engreix de fins a 7-8 milions de porcs anuals).

Des del 2018, el cos d'Agents Rurals ha incorporat drons al seguiment de la fauna silvestre, cosa que possibilita una millor visualització i recompte que el que s'obté de les observacions terrestres. El projecte que ha resultat guanyador del finançament i el suport de Microsoft proposa una millora d'aquest sistema, gràcies a la incorporació d'IA i recursos de ‘Machine Learning’ de Microsoft Azure per automatitzar els processos d'anàlisi de les dades captades pels drons. S'entrenarà aquest sistema d'IA per processar automàticament les imatges, cosa que reduirà el temps i el cost de l'obtenció de la informació i el seguiment de la fauna. Això permetrà monitoritzar àrees més grans i fer aquests estudis poblacionals amb més freqüència. A més, la informació extreta es geolocalitzarà automàticament i es registrarà en una base de dades del sistema d'informació geogràfica, cosa que en facilitarà l'anàlisi posterior per part d'experts.

Detecció intel·ligent de la contaminació en plantes de tractament d'aigües residuals

Aquest projecte aborda el repte del canvi climàtic a través del concepte d'economia circular mitjançant la millora de la qualitat dels llots de depuració produïts a les plantes de tractament d'aigües residuals.

L'ús dels fangs de depuració a l'agricultura planteja diversos problemes. En concret, hi ha una considerable preocupació amb base científica per la presència de metalls tòxics, entre altres contaminants, als biosòlids, que poden acumular-se a terra i entrar a la cadena alimentària després de les contínues aplicacions a la terra.

La presència d'aquests metalls tòxics als llots de depuració es pot reduir considerablement si es detecten a temps els casos de contaminació de les aigües residuals. Aquest és l'objectiu del projecte finançat per Microsoft, que se centrarà en dues Estacions Depuradores d'Aigües Residuals (EDAR) de Sant Feliu de Llobregat i Montornès del Vallès operades per l'Àrea Metropolitana de Barcelona (AMB) i el Consorci Besòs Tordera, respectivament.

Es desenvoluparà un model basat en ML, gràcies a Azure, on s'analitzarà una gran quantitat de dades històriques, amb la finalitat de predir i anticipar esdeveniments de contaminació de l'aigua que puguin comprometre la qualitat dels llots de depuració aplicats als sòls com a fertilitzants. D'aquesta manera, es disminuirà la petjada ambiental en la gestió de llots de depuració. A més, els agricultors, que són els usuaris finals dels biosòlids, guanyaran seguretat des del punt de vista mediambiental i sanitari, protegint el sòl, augmentant-ne la fertilitat i garantint la qualitat de les hortalisses produïdes. D'altra banda, el projecte és beneficiós en termes de preservació de recursos com el fòsfor, que ha estat classificat com a matèria primera crítica per la Comissió Europea i augmenta la resistència al canvi climàtic.

Col·laboració publicoprivada i multidisciplinària

Jordi Puigneró, vicepresident del Govern i conseller de Polítiques Digitals i Territori, destaca que “la transició ecològica i digital són les dues palanques d'oportunitat principals sobre les quals Catalunya ha d'afrontar els principals reptes de futur. Iniciatives com la de Microsoft són un clar exemple dels resultats que podem aconseguir gràcies a l'aplicació de la Intel·ligència Artificial a favor de la sostenibilitat, i de la necessitat de fer-ho mitjançant la col·laboració publicoprivada i la participació d'equips multidisciplinaris que sumin coneixements i capacitats pel bé comú”.

Per la seva banda, Joan Mas, director del CIDAI, indica que “iniciatives com les que proposa Microsoft permeten que el CIDAI pugui emprendre una de les seves missions principals, consistent a dinamitzar l'ecosistema empresarial i de coneixement per a la disseminació de la IA. En aquest cas, el CIDAI ha connectat empreses, startups, acadèmia i centres tecnològics amb especialistes en diverses disciplines mediambientals per identificar projectes d'impacte que es poden abordar usant IA i dades”.

Alberto Granados, president de Microsoft Espanya, assenyala que “a Microsoft ja fa uns quants anys que apostem per l'aplicació d'Intel·ligència Artificial en el desenvolupament de solucions que afavoreixin la sostenibilitat. Esdeveniments com el que hem fet en col·laboració amb la Generalitat de Catalunya ens ajuden a poder impulsar idees innovadores per solucionar aquest tipus de reptes. Però el més important és que només els podrem superar si empreses, governs, administracions públiques i centres de recerca o universitats treballem units. Tothom té l'oportunitat i la responsabilitat de treballar conjuntament per garantir la sostenibilitat del planeta gràcies a la digitalització”.