La inteligencia artificial utiliza algas y algas marinas de forma más inteligente

Tanto los seres humanos como las mascotas de todo el mundo comen algas y algas marinas. Muchas especies se utilizan en todo, desde cosméticos y aditivos alimentarios hasta fertilizantes y medicamentos.

Sin embargo, las praderas marinas y las algas marinas también forman parte de ecosistemas vulnerables que corren riesgo de sobreexplotación. Los investigadores y la industria quieren evitar que esto suceda con la IA.

«Si recolectamos algas sin un plan de gestión, estamos poniendo en riesgo estos ecosistemas vulnerables y la biodiversidad de la que forman parte», dice Nadav Bar, profesor del Departamento de Ingeniería Química de NTNU.

Barr dice que la sociedad no debería cometer el mismo error con las algas y los kelp que con las poblaciones de peces.

«Grandes porciones de las poblaciones de peces del mundo están completamente agotadas o sobreexplotadas, y el porcentaje de especies de peces que se encuentran en cantidades sostenibles en el océano está disminuyendo drásticamente», dice Barr. «Por ejemplo, el bacalao ha desaparecido casi por completo de las aguas canadienses». .

Según la Plataforma Intergubernamental Científico-Normativa sobre Biodiversidad y Servicios Ecosistémicos (IPBES), un millón de especies de plantas y animales en el mundo están en riesgo de extinción. Alrededor del 66% de los océanos de nuestro planeta se ven afectados por la actividad humana.

Por eso es importante planificar adecuadamente cómo utilizará las algas y los quelpos.

Planes europeos que utilizan inteligencia artificial

Barr está coordinando un nuevo e importante proyecto “Horizonte Europeo” de la UE llamado iCulture, una colaboración en la que participan 17 socios de 10 países. El objetivo es poder utilizar las praderas marinas y las algas marinas como un recurso importante de forma sostenible y al mismo tiempo preservar la biodiversidad.

«Utilizaremos la inteligencia artificial para comprender mejor estos ecosistemas vulnerables y asegurarnos de utilizar los recursos de manera inteligente», dice Barr.

Muchas empresas importantes ya están intentando utilizar métodos respetuosos con el medio ambiente en su producción, pero estos esfuerzos constituyen sólo una pequeña parte de sus actividades.

iCulture es un importante proyecto de investigación dirigido por NTNU en Trondheim.

«Estamos desarrollando inteligencia artificial que estudia la vulnerabilidad de especies conocidas de algas y algas marinas», afirma Barr. «También estamos identificando nuevas especies que contienen sustancias químicas con gran potencial para la sociedad. Si tienen éxito, podrían cosecharse comercialmente».

Actualmente, tanto los productos de alginato como los fertilizantes para la industria agrícola se producen a partir de macroalgas, pero estos productos sólo utilizan determinadas partes de estas plantas marinas. Actualmente se desperdicia más del 70% de la masa vegetal.

«Por esta razón, también estamos desarrollando un algoritmo basado en IA que dirige bacterias especialmente modificadas para consumir el resto de la materia prima de las algas. Como resultado, la materia prima restante se convierte en productos valiosos y no hay residuos ni desperdicios. ”, dice Barr.

Estas bacterias modificadas producen sustancias químicas beneficiosas y valiosas, como moléculas antimicrobianas y antioxidantes.

«La nueva tecnología impulsada por la IA se basa en algoritmos que se utilizan actualmente en juegos de ordenador populares como StarCraft y Civilization», afirma el profesor Barr.

En el proyecto participan personas de muchos campos, como biólogos marinos, genetistas, expertos en inteligencia artificial y modelado, ingenieros ambientales, ingenieros de procesos, cibernéticos y científicos sociales, así como personas de la propia industria.

Sepa cuándo y dónde cosechar

Los investigadores y la industria están estudiando los efectos de la recolección en las poblaciones de algas y quelpos. También están analizando cómo el cambio climático afecta a las poblaciones y cómo se recuperan los ecosistemas después de la cosecha. Los datos pueden indicar dónde y cuándo debe tener lugar la recolección sostenible.

«Utilizando algoritmos de aprendizaje automático, iCulture analiza más de 80 terabytes de datos. Esto nos proporciona información esencial, lo que nos permite combinar la recolección de algas y algas marinas con la protección del ecosistema. Nos ayuda a realizar una recolección menos invasiva. Hemos demostrado que es posible». dice Barr.: “Combinar la recolección de algas y algas marinas con consideraciones medioambientales”.

La recolección responsable garantiza que los recursos no se agoten, lo que beneficia a la industria y los ecosistemas.

George Coplin es director de investigación de Alginor ASA y es responsable del procesamiento de las algas marinas crudas y los materiales de algas marinas en este proyecto.

«Alginor cosecha algas marinas enredadas a lo largo de la costa noruega, y nuestro enfoque siempre ha sido un uso pleno de las algas y una política de desperdicio cero. Esto significa que descomponemos las algas en todos sus componentes, como alginato, fucoidan y celulosa. Estos se utilizan en las industrias médica, farmacéutica, alimentaria y textil”, dice Coplin.

La fermentación es especialmente interesante.

«La fermentación nos ayuda a utilizar más materias primas», afirma el director de investigación. «Esto aumenta el valor total de la materia prima y podemos ofrecer muchos productos diferentes».

Años de experiencia conducen a cosechas sostenibles

Muchos actores de la industria en Noruega confían en la compleja recolección de algas marinas gracias a años de experiencia.

“La recolección de algas enredadas y anudadas es actualmente sostenible en Noruega, y lo ha sido desde 1937”, dice Caroline Haukland, fundadora de Polar Algae.

La empresa está ubicada en Hammerfest y cosecha algas para utilizarlas en muchos productos diferentes. La cosecha se alterna de manera que las mismas áreas se cosechan sólo cada cinco años.

«Para las algas polares es importante que cosechemos nuestras superficies según un plan de gestión con base científica», afirma Stig Uwe Helmevoll, director de investigación de Polar Algae.

La empresa lleva a cabo investigaciones sobre cómo los diferentes métodos de recolección afectan a los animales y plantas en la zona intermareal.

«Utilizando la IA, podemos crear un plan de gestión dinámico basado en criterios que van más allá de la medición de la biomasa renovable, el cambio climático, el tiempo, etc.», afirma Helmevoll.

«Tanto la industria del futuro como las políticas medioambientales del futuro se beneficiarán de iCulture, ya que nos permitirá utilizar recursos naturales dejando una huella medioambiental mínima», afirma Barr.