Por primera vez en cuatro siglos, es bueno ser castor. Perseguidos durante mucho tiempo por sus pieles y vilipendiados como plagas, los roedores constructores de represas son hoy aclamados por los científicos como salvadores ecológicos. Sus estanques y humedales almacenan agua ante la sequía, filtran contaminantes, proporcionan hábitat para especies en peligro de extinción y combaten incendios forestales. En California, Castor canadiense Es tan apreciado que el estado recientemente comprometió millones para su restauración.
Si bien los beneficios de los castores son indiscutibles, nuestro conocimiento sigue plagado de lagunas. No sabemos cuántos hay, ni en qué dirección se dirigen sus poblaciones, ni qué cuencas necesitan más desesperadamente una infusión de castor. Pocos estados los han encuestado sistemáticamente; Además, muchos estanques de castores están escondidos en arroyos remotos, lejos de los asentamientos humanos, donde es casi imposible contarlos. «Hay muchas cosas que no entendemos sobre los castores, en parte porque no tenemos una línea de base de dónde se encuentran», dice Emily Fairfax, investigadora de castores de la Universidad de Minnesota.
Pero eso está empezando a cambiar. Durante los últimos años, un equipo de científicos sobre castores e ingenieros de Google han estado enseñando un algoritmo para detectar la infraestructura de los roedores en imágenes de satélite. Su creación tiene el potencial de transformar nuestra comprensión de estos ingenieros con cola de paleta y ayudar a estados afectados por el estrés climático, como California, a contribuir a su regreso. Y aunque el modelo aún no se ha hecho público, los investigadores ya están salivando por su potencial. «Todos nuestros esfuerzos en el estado deberían aprovechar esta poderosa herramienta cartográfica», dice Kristen Wilson, científica forestal líder de la organización conservacionista Nature Conservancy. «Es realmente emocionante.»
El modelo de mapeo de castores es una creación de Eddie Corwin, ex miembro del grupo de sustentabilidad inmobiliaria de Google. Alrededor de 2018, Corwin comenzó a contemplar cómo su empresa podría convertirse en una mejor administradora del agua, en particular de los numerosos arroyos costeros que pasan por sus oficinas del Área de la Bahía. En el curso de su investigación, Corwin leyó Agua: una historia natural, de una autora acertadamente llamada Alice Outwater. Un capítulo trataba sobre los castores, cuyos abundantes humedales, escribió Outwater, “pueden contener millones de galones de agua” y “reducir las inundaciones y la erosión río abajo”. Corwin, cautivado, devoró otros libros y artículos de Beaver y pronto comenzó a hacer proselitismo con su amigo Dan Ackerstein, un consultor de sostenibilidad que trabaja con Google. «Ambos nos enamoramos de los castores», dice Corwin.
La obsesión de Corwin por los castores se encontró con una cultura corporativa receptiva. Se sabe que se anima a los empleados de Google a dedicar tiempo a proyectos apasionantes, la política que produjo Gmail; Corwin decidió que su pasión eran los castores. Pero, ¿cuál es la mejor manera de ayudar a los arquitectos con dientes de conejo? Corwin sabía que la infraestructura de los castores (sus sinuosas presas, extensos estanques y canales con forma de araña) es a menudo tan épica que puede verse desde el espacio. En 2010, un investigador canadiense descubrió la presa de castores más larga del mundo, un baluarte de palos y barro que se extiende más de media milla a lo largo de un parque de Alberta, al examinar Google Earth. Corwin y Ackerstein comenzaron a preguntarse si podrían contribuir a la investigación de los castores entrenando un algoritmo de aprendizaje automático para detectar automáticamente presas y estanques de castores en imágenes satelitales, no uno por uno, sino miles a la vez, en la superficie de todo un estado.
Después de discutir el concepto con los ingenieros y programadores de Google, Corwin y Ackerstein decidieron que era técnicamente factible. Se acercaron a Fairfax, que había ganado renombre por un estudio histórico de 2020 que demostraba que los estanques de castores proporcionan refugios húmedos y a prueba de incendios en los que otras especies pueden refugiarse durante los incendios forestales. En algunos casos, descubrió Fairfax, los humedales de castores incluso detuvieron los incendios en seco. Los bichos eran bomberos tan talentosos que, medio en broma, había propuesto que el Servicio Forestal de EE. UU. cambiara su mascota mamífero: adiós, Smoky Bear, y hola, Smoky Beaver.
Fairfax estaba entusiasmado con la idea de mapear los estanques. Ella y sus estudiantes ya utilizaron Google Earth para encontrar represas de castores y estudiarlas en áreas quemadas. Pero fue un proceso laborioso, que exigió interminables horas de seguimiento de arroyos alpinos a través de pantallas en busca de la firma bulbosa de un estanque de castores. Una herramienta automatizada de búsqueda de castores, afirma, podría “aumentar en un orden de magnitud el número de incendios que puedo analizar”.
Con la bendición de Fairfax, Corwin, Ackerstein y un equipo de programadores se propusieron crear su modelo. Decidieron que la tarea era más adecuada para una red neuronal convolucional, un tipo de algoritmo que esencialmente intenta determinar si un fragmento determinado de datos geoespaciales incluye un objeto en particular (si un tramo de arroyo de montaña contiene una presa de castores, por ejemplo). Fairfax y algunos castores serviciales de la Universidad Estatal de Utah presentaron miles de coordenadas de presas, estanques y canales confirmados, que los empleados de Google compararon con sus propias imágenes de alta resolución para enseñar al modelo a reconocer la apariencia distintiva de los castores. El equipo también alimentó al algoritmo con datos negativos (imágenes de arroyos y humedales sin castores) para que supiera qué no fue Buscando. Llamaron a su modelo Reconocimiento Automatizado de Elementos Geoespaciales con Motor Terrestre, o EEAGER, sí, como en “castor ansioso”.
Entrenar a EEAGER para detectar estanques de castores no fue fácil. El oeste americano estaba plagado de características construidas por humanos que parecían prácticamente diseñadas para engañar a un modelo que buscaba castores. Las carreteras con curvas le recordaron a EEAGER las represas sinuosas; Los bordes de los embalses artificiales se registraron como estanques construidos por castores. Lo más confuso, curiosamente, eran los callejones sin salida de los vecindarios, cuyos círculos de asfalto, rodeados por franjas grises de acera, tenían un extraño parecido con un estanque de castores bordeado por una presa. «No creo que nadie anticipara que los suburbios de Estados Unidos estaban llenos de lo que una computadora pensaría que eran represas de castores», dice Ackerstein.
A medida que los investigadores introdujeron más datos en EEAGER, mejoró a la hora de distinguir los estanques de castores de los impostores. En mayo de 2023, el equipo de Google, junto con los investigadores de castores Fairfax, Joe Wheaton y Wally Macfarlane, publicaron un artículo en Revista de Biogeociencias de Investigación Geofísicademostrando la eficacia del modelo. El grupo proporcionó a EEAGER más de 13.000 imágenes de paisajes con represas de castores de siete estados del oeste, junto con unas 56.000 ubicaciones sin represas. El modelo categorizó el paisaje con precisión (con represas de castores o no) el 98,5 por ciento de las veces.
Esa estadística, por supuesto, exagera la perfección de EEAGER. El equipo de Google optó por hacer que el modelo fuera bastante liberal, lo que significa que, cuando predice si un píxel de una imagen satelital contiene o no una presa de castores, es más probable que se equivoque y genere un falso positivo. En otras palabras, EEAGER todavía requiere que un humano verifique sus respuestas, pero puede acelerar dramáticamente el trabajo de científicos como Fairfax al indicarles miles de sitios probables para los castores.
«No vamos a sustituir la experiencia de los biólogos», afirma Ackerstein. «Pero el éxito del modelo está haciendo que la identificación humana sea mucho más eficiente».
Según Fairfax, los casos de uso de EEAGER son muchos. El modelo podría usarse para estimar el número de castores, monitorear las tendencias de la población y calcular los servicios ecosistémicos que brindan los castores, como el almacenamiento de agua y la prevención de incendios. Podría ayudar a los estados a determinar dónde reintroducir los castores, dónde apuntar a la restauración de arroyos y humedales y dónde crear áreas de conservación. Podría permitir a los investigadores rastrear la propagación de los castores en el Ártico a medida que los roedores se desplazan hacia el norte con el cambio climático; o sus movimientos en América del Sur, donde los castores fueron introducidos en la década de 1940 y desde entonces han proliferado. «Literalmente no podemos atender todas las solicitudes que recibimos», afirma Fairfax, que actúa como asesor científico de EEAGER.
La aplicación más prometedora del algoritmo podría estar en California. El Estado Dorado tiene una relación tortuosa con los castores: durante décadas, el estado generalmente negó que la especie fuera nativa, el subproducto de un comercio de pieles a escala industrial que eliminó a los castores de la costa oeste antes de que los biólogos pudieran estudiarlos adecuadamente. Aunque investigaciones históricas recientes demostraron que los castores pertenecen prácticamente a todas partes de California, muchos administradores de agua y agricultores todavía los perciben como una molestia y con frecuencia los matan por tapar las alcantarillas de las carreteras y entrometerse en la infraestructura de riego.
Sin embargo, esas actitudes profundamente arraigadas están cambiando. Después de todo, ningún estado tiene más necesidad de los servicios de almacenamiento de agua de los castores que California, una región inflamable, azotada por sequías y propensa a inundaciones. En los últimos años, gracias al cabildeo incansable de una campaña llamada Bring Back the Beaver, el Departamento de Pesca y Vida Silvestre de California ha comenzado a revisar sus obsoletas políticas sobre los castores. En 2022, el estado presupuestó más de 1,5 millones de dólares para la restauración de los castores y anunció que contrataría a cinco científicos para estudiar y apoyar a los roedores. También revisó su enfoque oficial sobre el conflicto de los castores para priorizar la coexistencia sobre la captura letal. Y este otoño, el departamento de vida silvestre reubicó a una familia de siete castores en las tierras ancestrales del pueblo Mountain Maidu, la primera liberación de castores en el estado en casi 75 años.
Es apropiado, entonces, que California sea el lugar donde EEAGER realizará su primera prueba importante. The Nature Conservancy y Google planean ejecutar el modelo en todo el estado en algún momento de 2024, una búsqueda exhaustiva de hasta el último embalse y estanque de castores. Eso debería darle al departamento de vida silvestre del estado una buena idea de dónde viven sus castores, aproximadamente cuántos tiene y dónde podría usar más. El modelo también proporcionará a California datos de referencia sólidos con los que podrá comparar poblaciones futuras, para ver si sus nuevas políticas están ayudando a los castores a recuperarse. «Cuando tienes imágenes que se repiten con frecuencia, te da la oportunidad de comprender el cambio a través del tiempo», dice Kristen Wilson de The Nature Conservancy.
¿Qué sigue para EEAGER después de su prueba en California? Lo principal, dice Ackerstein, es entrenarlo para que identifique castores en lugares nuevos. (Aunque las presas y estanques de castores son bastante similares en todos los estados, el modelo también se basa en pistas contextuales del paisaje circundante, y una meseta de artemisa en Wyoming se ve muy diferente de un bosque caducifolio en Massachusetts). El equipo también tiene que descubrir El destino a largo plazo de EEAGER: ¿seguirá siendo una herramienta alojada en Google? ¿Convertirse en un producto independiente? ¿Convertirse en un servicio operado por una universidad o una organización sin fines de lucro?
«Ese es el desafío para el futuro: ¿cómo podemos hacer que esto sea más accesible y utilizable universalmente?» dice Corwin. Puede que la revolución de los castores no sea televisada, pero sí documentada por satélite.
Esta historia apareció originalmente en wired.com.