Ivan Masmitja: "La robótica submarina nos permite llevar un laboratorio científico hasta el sitio donde pasa la acción"

Ivan Masmitja aterrizó en el Institut de Ciències del Mar (ICM) de Barcelona hace pocos meses para continuar profundizando en su investigación sobre especies de gran profundidad, que lleva a cabo gracias a la robótica submarina y al uso técnicas relacionadas con de inteligencia artificial. Ivan viene de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), donde estudió y descubrió estas disciplinas que nos permiten ver qué pasa bajo el agua a profundidades a las que sería imposible acceder de cualquier otra manera. Y es que, la robótica submarina nos permite arrojar luz a la oscuridad del océano, que se extiende por debajo de los pocos cientos de metros de profundidad, donde la luz del sol no tiene cabida. Durante su estancia en el ICM, donde ha aterrizado gracias a una beca Marie Curie, Ivan estudiará el uso de nuevos algoritmos para entrenar a robots capaces de encontrar las mejores trayectorias para localizar y seguir especies marcadas electrónicamente.

1. ¿Por qué decidiste venir al ICM?

Hace mucho tiempo que empecé a colaborar con el ICM. De hecho, uno de mis codirectores de la tesis doctoral, el investigador Jacopo Aguzzi, trabaja aquí y, por tanto, ha sido un proceso natural. En otros países, esta relación entre disciplinas está mucho más extendida. Esta fue una de las cosas que más me sorprendió de mi primera estancia en el Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) de California, en 2016. Allí, ingenieros, programadores, biólogos o químicos, entre otros, trabajan codo con codo bajo el mismo edificio. A nuestra manera, aquí también lo estamos haciendo, sobre todo entre la UPC (donde he cursado todos mis estudios) y el ICM gracias a la unidad asociada Tecnoterra y al esfuerzo de personas como Joan Baptista Company y Jacopo Aguzzi (del ICM) o Joaquín del Río (UPC). Creo que esta relación entre diferentes disciplinas es vital para poder avanzar dentro del campo de la investigación, por esto decidí venir a realizar un postdoctorado en el ICM.

2. ¿De dónde surge tu interés por la robótica submarina?

De pequeño me apasionaba la electrónica. Con 10-11 años empecé a diseñar mis primeros circuitos en casa y, llegado el momento, decidí realizar la carrera de ingeniería electrónica. Por aquel entonces (2007), en la UPC podía elegir entre la rama de industriales en Barcelona o la de telecomunicaciones en Vilanova y la Geltrú, donde acabé yendo. Allí conocí el grupo de investigación SARTI e hice el trabajo de final de carrera con el profesor Spartacus Gomariz sobre el desarrollo de un vehículo autónomo submarino. En ese momento mi vida profesional hizo un giro de 180 grados, y desde entonces me he dedicado a la tecnología y a la robótica submarina.

3. ¿Qué aportan los robots a la investigación oceanográfica?

La robótica submarina se ha convertido en una de las herramientas más importantes para la oceanografía. Nos permite llevar un laboratorio científico hasta el sitio donde sucede la acción. Es cierto que los satélites son también fundamentales para el estudio del océano, pero muchas veces los datos que se obtienen deben ajustarse con datos medidos in situ, y aquí es donde aparecen los vehículos autónomos. Estos robots también permiten realizar medidas a más baja resolución espacial y, por tanto, hacen posible el estudio de fenómenos que pasan en un espacio más reducido. Por último, nos permiten ir a lugares donde nosotros no podríamos llegar de otra forma, como es el caso del océano profundo. De hecho, hay robots que pueden bajar a más de 4000 metros de profundidad.

4. ¿Cuál es la mayor dificultad a la hora de estudiar el océano?

El océano es inmenso, oscuro, profundo e inhóspito. Cualquier cosa que está allá debajo está sometida a grandes presiones, a la corrosión, etc. Además, la electrónica y el agua no se llevan demasiado bien entre ellas, lo que hace que todo tenga que estar muy bien pensado y dimensionado. Y, por si fuera poco, las ondas electromagnéticas no se propagan nada bien por el agua, por lo que toda la tecnología que hemos desarrollado en tierra y que nos hace la vida mucho más fácil, como por ejemplo las conexiones inalámbricas como el 4G, el wifi, las comunicaciones satélites o el posicionamiento GPS, no sirvan para nada.

5. ¿Cómo podemos comunicarnos bajo el agua?

La única forma que tenemos hoy en día de comunicarnos a grandes distancias por debajo del agua es mediante ondas acústicas, como lo hacen las ballenas o los delfines. Sin embargo, esto tiene sus limitaciones, ya que no podemos enviar información a mucho más de 4 kilómetros, y el ancho de banda es muy reducido. Esto significa que, por ejemplo, no podemos enviar vídeos en tiempo real. Y como no hay GPS, es muy difícil conocer con gran precisión dónde están los vehículos submarinos, las plataformas de observación que desplazamos o los animales que marcamos. Por tanto, tecnológicamente todavía quedan muchos retos por delante.

6. ¿Desde cuándo hay robots submarinos?

La robótica submarina nació, como todo, de la necesidad de explotar recursos naturales para nuestro beneficio. Aquí, en Cataluña, fuimos pioneros en esto, y en 1859 Narcís Monturiol construyó uno de los primeros submarinos tripulados, el Ictineu, que se utilizó para la recolección, en las costas catalanas, de coral rojo, una especie muy apreciada en esa época. Posteriormente, la robótica submarina dio un salto cualitativo muy importante y se empezó a utilizar para la explotación de yacimientos petrolíferos en el fondo del mar. En ese momento aparecieron los ROV (vehículos operados remotamente), que permitían realizar tareas de supervisión y manipulación a grandes profundidades de forma mucho más segura que mediante submarinistas y llegando a profundidades mucho más elevadas. Bastante más tarde, en los noventa, personas como David Packard (fundador del MBARI) empezaron a utilizar estas herramientas para el estudio y conservación del océano. Actualmente, gracias a la evolución tecnológica, la robótica submarina se ha extendido por todo el mundo y han aparecido multitud de variantes como vehículos autónomos de altas prestaciones que pueden estar meses en el mar recolectando datos.

7. ¿Cómo puede contribuir la inteligencia artificial a los estudios de robótica submarina?

La inteligencia artificial, y más concretamente el machine-learning, es un campo que ha despegado en la última década. Cada vez tenemos máquinas que pueden procesar más operaciones por segundo. Además, hoy en día podemos “entrenar” un algoritmo para que “aprenda” a clasificar imágenes o pilotar vehículos. Estas técnicas ya se han empezado a utilizar para localizar y seguir especies de forma autónoma, sin que sea necesaria la intervención de algún experto o experta. De hecho, está previsto que todo esto vaya a más, y que la robótica sea cada vez más autónoma y capaz de adaptarse al medio. Estoy convencido de que el uso de múltiples robots capaces de coordinarse entre ellos para cumplir una misión será común en un futuro próximo, y el ser humano deberá intervenir sólo puntualmente para realizar tareas de supervisión.

8. ¿Qué proyectos tienes entre manos ahora mismo?

Actualmente, estamos trabajando en dos proyectos importantes del Ministerio, el BITER y el PLOME. Cada uno tiene sus peculiaridades, pero ambos tienen la multidisciplinariedad como elemento central para avanzar en el estudio de las especies que viven en el mar profundo. En el marco de estas iniciativas, estamos desarrollando nuevas tecnologías y métodos para estudiar el movimiento de especies que son económicamente clave para nuestro territorio, como pueden ser la cigala, los congrios o los pulpos. Asimismo, estudiamos cómo el uso de cotos de pesca -zonas sujetas a una regulación especial- puede ayudar a la recuperación de sus poblaciones.

9. ¿De qué modo la inteligencia artificial puede beneficiar a otras disciplinas?

El uso de nuevas técnicas de machine-learning y la mejora que han experimentado la robótica y la tecnología submarinas pueden ayudar, y de hecho ya lo están haciendo, en muchos campos. Por ejemplo, se están utilizando para el estudio de especies en peligro de sobreexplotación o para evaluar el impacto del cambio climático en el ecosistema marino. Además, el machine-learning puede servir para mejorar los métodos de monitorización y observación de los efectos de la explotación minera submarina o la instalación de parques eólicos flotantes.

10. ¿Alguna idea loca que te gustaría hacer realidad algún día en tu campo de investigación?

Me gustaría poder tener algún día una flota de vehículos autónomos capaces de localizar, seguir y estudiar a las ballenas que pasan por delante de la costa catalana. Y porque no, ver algún día a un robot que explore los océanos que se encuentran más allá de nuestro planeta, como por ejemplo bajo el hielo de las lunas de Júpiter o Saturno.