Una solución avanzada para el monitoreo de fauna y vegetación en entornos rurales remotos, impulsada por tecnologías de inteligencia artificial y Edge Networking

Desafío

En el corazón de las zonas rurales —lejos de la conectividad de alta velocidad y de infraestructuras tecnológicas modernas—, preservar y gestionar el entorno natural representa un desafío crucial.

El Parque de Vida Silvestre de San Rossore, ubicado en Italia, entre la ciudad de Pisa y el mar Tirreno, ha demostrado ser un terreno de prueba ideal para las innovadoras soluciones de monitoreo ambiental desarrolladas en el marco del proyecto WatchEDGE. El parque alberga una biodiversidad única, pero las dificultades técnicas y logísticas de monitorizar una zona tan remota son considerables.

Entre los principales retos se encuentran el seguimiento de los movimientos de los animales —en especial los jabalíes, conocidos por causar daños a los cultivos y representar un peligro para la seguridad vial—, así como la detección temprana de enfermedades o plagas que podrían amenazar a todo el ecosistema.

En entornos con recursos limitados, los desafíos para recoger, procesar e interpretar datos en tiempo real, minimizando al mismo tiempo el impacto humano, son enormes.

Solución

WatchEDGE responde a estos desafíos con una solución de vanguardia que combina inteligencia artificial (IA), aprendizaje automático descentralizado y tecnologías de Edge Networking, lo que permite un monitoreo ambiental en tiempo real, incluso en las zonas rurales más aisladas.

En el núcleo del sistema se encuentra el reconocimiento basado en imágenes, que permite tanto el seguimiento de los movimientos animales como el control del estado de salud de la vegetación. Drones y cámaras inteligentes capturan imágenes desde múltiples ángulos, garantizando una cobertura completa y precisa, incluso en ubicaciones de difícil acceso.

El modelo de IA fue entrenado específicamente para reconocer jabalíes, distinguir entre individuos y proporcionar información detallada sobre sus patrones de movimiento, ofreciendo datos valiosos sobre el comportamiento de la población.

Durante las pruebas realizadas en la zona de Pineta Torre Riccardi, dentro del Parque de San Rossore, se utilizaron métodos innovadores de monitoreo, en paralelo con técnicas tradicionales de censo de fauna basadas en la observación manual.

Para habilitar el procesamiento de datos en tiempo real sobre el terreno, se probaron dos prototipos de Edge Computing nómada: uno desarrollado por Italtel y otro integrado dentro del sistema 5G Nomad. Esto permitió recoger y procesar imágenes y vídeos localmente, optimizando los flujos de datos incluso en ausencia de conectividad fija.

El 5G Nomad funcionó como una infraestructura móvil de red inalámbrica, permitiendo la comunicación entre sensores y nodos de cómputo distribuidos. También se evaluaron soluciones alternativas como el Wi-Fi, dada la necesidad de operar en áreas sin cobertura privada de 5G.

Otro componente tecnológico clave fue la experimentación con SD-WAN, que permite la integración de múltiples tipos de red (Wi-Fi, 4G, 5G, satélite) para garantizar una conectividad estable y eficiente, incluso en ubicaciones remotas.

Una característica destacada de la solución es el uso de Aprendizaje Federado Distribuido, que permite entrenar el modelo de forma colaborativa entre múltiples «islas de monitoreo». Este enfoque descentralizado asegura que los datos permanezcan en su contexto local, exigiendo una alta capacidad de procesamiento en campo, reduciendo la demanda de conectividad y evitando la centralización de la información en un único punto geográfico.

Beneficios

Los beneficios de la solución WatchEDGE van mucho más allá del monitoreo tradicional.

Aquí te presentamos algunas de sus principales ventajas:

✅ Seguimiento en tiempo real: Observación continua del comportamiento animal y del estado de la vegetación, lo que permite a los operadores intervenir rápidamente y prevenir situaciones críticas.

✅ Gestión integrada: La plataforma conecta tecnologías fragmentadas y preexistentes, creando un ecosistema interoperable para una gestión del territorio coordinada y eficiente.

✅ Tecnología de bajo mantenimiento: Dispositivos autónomos y de bajo consumo, conectados mediante redes flexibles (Wi-Fi, móvil, satélite), que garantizan la operatividad incluso sin electricidad ni conectividad fija.

✅ Escalabilidad y flexibilidad: Diseñado inicialmente para el monitoreo de jabalíes, el sistema se puede adaptar fácilmente a otras especies, como ciervos, zorros o lobos.

✅ Panel unificado en la nube: Un panel de control centralizado y en tiempo real, basado en la nube, proporciona visibilidad clara y actualizada tanto para gestores ambientales como para operadores sobre el terreno.

✅ Diseño sostenible: Concebido para minimizar el impacto ambiental, el sistema combina eficiencia tecnológica y conservación de la biodiversidad.

El papel de Italtel

Italtel desempeñó un papel fundamental en el éxito del proyecto WatchEDGE, aportando conocimientos críticos en dos áreas clave: infraestructura de red y gestión de datos.

Infraestructura de red Edge

Italtel diseñó una red Edge innovadora, optimizada para entornos rurales y remotos, utilizando un servidor portátil y múltiples métodos de conectividad. Esto permitió procesar los datos cerca de su fuente, reduciendo la necesidad de transferencias de red de gran capacidad.

Panel de control en la nube

Italtel también desarrolló un dashboard en la nube para el monitoreo remoto y la gestión de datos en tiempo real. Esta herramienta centralizada permite a los operadores analizar y actuar rápidamente sobre la información, mejorando la eficiencia operativa en campo y garantizando un alto nivel de control y fiabilidad.

Un ecosistema de conocimiento que impulsa la innovación

WatchEDGE forma parte del programa PNRR RESTART, una iniciativa italiana financiada por la Unión Europea para la recuperación económica y el desarrollo sostenible (Plan Nacional de Recuperación y Resiliencia), coordinado por el Politécnico de Milán. Se basa en una sólida colaboración entre el mundo académico, empresas tecnológicas e instituciones públicas.

El consorcio está compuesto por:

• Tres universidades: Universidad de Pisa, Universidad de Catania, Universidad de Milán-Bicocca

• Tres empresas tecnológicas: Italtel, Nextworks, Sensor ID

• Un centro de investigación: CNIT – Laboratorio Nacional RaSS (Sistemas de Radar y Vigilancia), Pisa

En colaboración con el Ente Parco Regional Migliarino, San Rossore, Massaciuccoli, el proyecto se benefició de un entorno natural único para probar y desplegar tecnologías avanzadas de monitoreo ambiental.

Esta sinergia multidisciplinaria es un modelo virtuoso de cooperación entre la investigación, la industria y la administración pública, con el objetivo de promover el desarrollo sostenible y la innovación en territorios rurales.

Escalando la innovación más allá de las zonas rurales

El proyecto WatchEDGE ofrece una solución innovadora y escalable para el monitoreo ambiental en zonas rurales. Con la integración de inteligencia artificial, Edge Computing y tecnologías avanzadas de red, aborda eficazmente desafíos complejos como el seguimiento de la fauna y la protección de la vegetación, optimizando recursos y garantizando la sostenibilidad del ecosistema.

Gracias a la estrecha colaboración con expertos académicos y al apoyo estratégico de Italtel, WatchEDGE ha demostrado su capacidad para adaptarse a diversos escenarios, abriendo nuevas posibilidades para aplicaciones en respuesta a emergencias, seguridad y conservación ambiental.

La solución, diseñada inicialmente para áreas rurales, también puede extenderse a ciudades inteligentes, agricultura y entornos industriales. Algunos casos de uso potencial incluyen el monitoreo de desastres (por ejemplo, deslizamientos de tierra, inundaciones), la seguridad pública, la detección de situaciones de pánico en áreas concurridas y la detección de intrusiones en zonas protegidas.