Sistemas de Cultivo

Inteligencia artificial para mejorar la acuacultura de camarones

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By Milthon Lujan

Determinación de la longitud corporal para calcular el peso individual (rojo=longitud no medida, verde=longitud medida) (Foto: Alfred-Wegener-Institut / Stephan Ende)
Determinación de la longitud corporal para calcular el peso individual (rojo=longitud no medida, verde=longitud medida) (Foto: Alfred-Wegener-Institut / Stephan Ende)

El proyecto MonitorShrimp, que está logrando avances considerables en la mejora del bienestar animal y el rendimiento en el contexto de la acuacultura de camarones, es el resultado de un consorcio que reúne a Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research (AWI), Oceanloop y Sander Holding.

En los últimos dos años, los investigadores participantes del consorcio han desarrollado un sistema de visión artificial que permite la detección temprana y el seguimiento del crecimiento, el tamaño de la población, la mortalidad y el estrés en los camarones.

Bajo el liderazgo de AWI, un equipo de investigadores e ingenieros, junto con Oceanloop, un pionero en el cultivo de camarones, han desarrollado un sistema basado en visión por computadora que puede contar la cantidad de camarones y medir su longitud con una precisión de hasta el 95 por ciento.

Diagrama que presenta una descripción general del sistema basado en visión artificial desarrollado en el proyecto MonitorShrimp (Foto: Alfred-Wegener-Institut / Stephan Ende)
Diagrama que presenta una descripción general del sistema basado en visión artificial desarrollado en el proyecto MonitorShrimp (Foto: Alfred-Wegener-Institut / Stephan Ende)

Esto se logró en tiempo real y bajo condiciones de cultivo reales, es decir, bajo altas densidades de población y en agua turbia.

El sistema ofrece a las empresas de acuicultura una mejor comprensión de cómo se está desempeñando su cultivo, pero también de cómo criarlos de manera ética.

La nueva tecnología se desarrolló para satisfacer las necesidades de las granjas camaroneras en Europa, que se centran cada vez más en mejorar la sostenibilidad y el bienestar animal.

Primer prototipo

El primer prototipo se probó en la granja de investigación y desarrollo de Oceanloop en Kiel (Alemania) en el año 2022.

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Un teléfono inteligente, instalado sobre la superficie del agua, fotografió automáticamente los camarones una vez por minuto y transfirió los datos en vivo a un servidor local.

Luego, se usaron algoritmos basados en visión por computadora para contar la cantidad de camarones en cada imagen y medir la longitud de los camarones de forma individual.

La información resultante fue utilizada en el software de acuicultura AquaManager®, lo que permitió optimizar los modelos de crecimiento y alimentación sobre la base de datos en vivo.

Además, el grupo de investigadores pudo detectar visualmente los síntomas de estrés en los camarones.

“Esta función se utiliza como un sistema de alerta temprana, pero también para validar nuestro modelo de densidad poblacional. Esta tecnología de vanguardia nos permite determinar con mayor precisión la densidad de cada grupo de acuerdo al tamaño, lo que mejora las tasas de supervivencia, el crecimiento y la eficiencia alimenticia”, dijo el Dr Bert Wecker, Co-CEO de Oceanloop.

Conteo de camarones usando métodos de aprendizaje profundo para la detección de objetos (Foto: Alfred-Wegener-Institut / Stephan Ende)
Conteo de camarones usando métodos de aprendizaje profundo para la detección de objetos (Foto: Alfred-Wegener-Institut / Stephan Ende)

La importancia del monitoreo del cultivo

El Dr. Stephan Ende, coordinador del proyecto en AWI, destaca la importancia de monitorear la mortalidad de los organismos en cultivo, especialmente en la acuacultura.

“Las tasas de mortalidad, que pueden oscilar entre el 13 y el 26 por ciento en el salmón y pueden llegar hasta el 50 por ciento en el camarón, son sustancialmente mayor que en cualquier otro tipo de crianza. El monitoreo en línea permite a las empresas acuícolas responder más rápidamente a los signos de estrés entre las poblaciones”, manifestó.

Detección temprana de estrés en colas de camarón (rojo=estresado, verde=no estresado) (Foto: Alfred-Wegener-Institut / Stephan Ende)
Detección temprana de estrés en colas de camarón (rojo=estresado, verde=no estresado) (Foto: Alfred-Wegener-Institut / Stephan Ende)

Desarrollo de algoritmos de inteligencia artificial

De acuerdo con Tomasz Kowalczyk, fundador y director general de NeuroSYS, quien contribuyó al desarrollo de algoritmos para el proyecto: “Los avances tecnológicos pueden cambiar empresas y sectores enteros. Estamos listos para ser parte de esa transformación y estamos trabajando para introducir las ventajas de la Inteligencia Artificial y el Aprendizaje Profundo en el sector de la camaronicultura”.

En opinión de los miembros del consorcio, el desarrollo de esta tecnología representa un hito importante en el camino hacia el cultivo de camarones a escala industrial.

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Oceanloop planea expandir significativamente sus capacidades en Europa para el 2027 mediante la construcción de la granja camaronera en tierra más grande y sostenible del mundo, con un volumen de producción anual de más de 2,000 toneladas métricas.

“La capacidad de monitorear el crecimiento y la salud de los camarones con datos en vivo en tiempo real ayudará, por un lado, a reducir el riesgo en la acuacultura. Al mismo tiempo, ofrecerá una transparencia total con respecto a la biomasa, lo que permitirá optimizar la cadena de valor desde el cultivo hasta el procesamiento y la venta”, destacó el Dr. Fabian Riedel, cofundador y Co-CEO de Oceanloop.

Digitalización de la acuacultura de camarones

Otro objetivo del consorcio es ampliar la cooperación con otros grupos de interés para impulsar la digitalización de la cría de camarones.

Cuando los principales socios industriales trabajan de la mano con la comunidad científica, se puede allanar el camino para una serie de innovaciones esenciales en términos de cultivo sostenible y ético de camarones. En este sentido, los miembros del consorcio planean continuar su estrecha colaboración con NeuroSYS.

El proyecto cuenta con el apoyo de fondos del Ministerio Federal de Alimentación y Agricultura (BMEL) en base a una decisión del Parlamento de la República Federal de Alemania a través de la Oficina Federal de Agricultura y Alimentación (BLE) en el marco del programa de apoyo a la innovación. En 2023, el socio inicial MonitorFish abandonó el proyecto.

Contacto
Stephan Ende
Teléfono: +49(471)4831-2733
Correo electrónico: stephan.ende@awi.de

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