Noruega es el longevo productor mundial de salmón del Atlántico de piscifactoría y uno de los principales exportadores de productos del mar, mientras que Estados Unidos sigue siendo el longevo importador de estos productos, según la Estructura de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Víveres. Dos estudiantes del MIT viajaron recientemente a Trondheim, Noruega, para explorar las tecnologías de vanguardia que se están desarrollando e implementando en la acuicultura cuadro.
Beckett Devoe, estudiante de postrer año en inteligencia químico y toma de decisiones, y Tony Tang, estudiante de tercer año en ingeniería mecánica, trabajaron por primera vez con MIT Sea Grant a través del Software de Oportunidades de Investigación de Pregrado (UROP). Contribuyeron a proyectos centrados en el diseño de generadores de olas y aplicaciones de formación automotriz para analizar la lozanía de las larvas de ostras en los criaderos. Si aceptablemente la acuicultura costera es una industria aceptablemente establecida en Massachusetts y Estados Unidos, la acuicultura en mar destapado sigue siendo un campo incipiente aquí, que enfrenta desafíos únicos y complejos.
Para ayudar a comprender mejor esta industria emergente, MIT Sea Grant creó una iniciativa de colaboración, AquaCulture Shock, con financiación de una subvención para viajes educativos y tecnologías de acuicultura a través del Software Universitario Doméstico Sea Grant. En colaboración con el software MIT-Scandinavia MISTI (Iniciativas Internacionales de Ciencia y Tecnología del MIT), MIT Sea Grant emparejó a Devoe y Tang con pasantías de verano relacionadas con la acuicultura en SINTEF Ocean, uno de los institutos de investigación más grandes de Europa.
«La oportunidad de trabajar en este esquema práctico de acuicultura, en el situación de una institución de investigación de renombre mundial, en una zona del mundo conocida por su innovación en tecnología cuadro: de eso se comercio MISTI», dice Madeline Smith, directora común del MIT-Escandinavia. «Los estudiantes no sólo obtienen experiencia valiosa en sus campos de estudio, sino que igualmente desarrollan comprensión cultural y habilidades que los preparan para ser futuros líderes globales». Entreambos estudiantes trabajaron en el Laboratorio de Sistemas Autónomos y Robótica de Acuicultura de SINTEF Ocean (ACE-Robotic Lab), una instalación diseñada para desarrollar y probar nuevas tecnologías de acuicultura.
«Noruega tiene una geogonia única en la que se encuentran todos estos fiordos», dice Sveinung Ohrem, director de investigación del Peña de Automatización y Robótica de Acuicultura de SINTEF Ocean. «Así que tienes muchas aguas protegidas, lo que la hace ideal para realizar acuicultura en el mar». Calcula que hay rodeando de mil piscifactorías a lo dadivoso de la costa de Noruega y analiza algunas de las herramientas que se utilizan en la industria: sistemas de toma de decisiones para compilar y visualizar datos para los agricultores y operadores; robots de inspección y higienización; sensores ambientales para calcular oxígeno, temperatura y corrientes; ecosondas que envían señales acústicas para rastrear dónde están los peces; y cámaras para ayudar a estimar la biomasa y ajustar la comestibles. «La comestibles es un gran desafío», señala. «La comestibles es, con diferencia, el longevo coste, por lo que optimizar la comestibles conduce a una disminución muy significativa del coste».
Durante la pasantía, Devoe se centró en un esquema que utiliza IA para optimizar la comestibles de los peces. «Trato de observar las diferentes características de la estancia, así que tal vez el tamaño de los peces o lo fría que está el agua… y uso eso para tratar de darles a los agricultores una cantidad óptima de alimento para obtener los mejores resultados, y al mismo tiempo evitar caudal en alimento», explica. «Fue bueno memorizar más técnicas de formación automotriz y mejorar en un esquema del mundo existente».
En el mismo laboratorio, Tang trabajó en la simulación de un sistema submarino de manipulación de vehículos para navegar por granjas y reparar daños en redes de jaulas con un protección robótico. Ohrem dice que hoy en día hay miles de robots acuícolas operando en Noruega. «La escalera es enorme», dice. «No se puede tener 8.000 personas controlando 8.000 robots; eso no es económica ni prácticamente viable. Por lo tanto, es necesario aumentar el nivel de autonomía de todos estos robots».
La colaboración entre el MIT y SINTEF Ocean comenzó en 2023 cuando el MIT Sea Grant recibió a Eleni Kelasidi, una científica investigadora visitante del ACE-Robotic Lab. Kelasidi colaboró con el director del MIT Sea Grant, Michael Triantafyllou, y el profesor de ingeniería mecánica Themistoklis Sapsis desarrollando controladores, modelos y vehículos submarinos para la acuicultura, al mismo tiempo que investigaba las interacciones entre peces y máquinas.
«Hemos tenido una larga y fructífera colaboración con la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU) y SINTEF, que continúa con esfuerzos importantes como el esquema de acuicultura con el Dr. Kelasidi», dice Triantafyllou. «Noruega está a la vanguardia de la acuicultura cuadro y el MIT Sea Grant está invirtiendo en este campo, por lo que anticipamos grandes resultados de la colaboración».
Kelasidi, que ahora es profesor en NTNU, igualmente dirige el Laboratorio de Robótica de Campo, que se centra en el mejora de sistemas robóticos resistentes para proceder en entornos muy complejos y hostiles. «La acuicultura es uno de los ámbitos de campo más desafiantes en los que podemos demostrar soluciones autónomas, porque todo está en movimiento», dice. Kelasidi describe la acuicultura como un campo profundamente interdisciplinario, que requiere más estudiantes con experiencia tanto en biología como en tecnología. «No podemos desarrollar tecnologías que se apliquen a industrias donde no tenemos componentes biológicos», explica, «y luego aplicarlas en algún área donde tengamos peces vivos u otros organismos vivos».
Ohrem afirma que prolongar el bienestar de los peces es el principal impulsor para los investigadores y las empresas que operan en la acuicultura, especialmente a medida que la industria continúa creciendo. “Entonces la gran pregunta es”, dice, “¿cómo se puede respaldar eso?” SINTEF Ocean tiene cuatro licencias de investigación para el cultivo de peces, que operan a través de una colaboración con SalMar, el segundo productor de salmón más sobresaliente del mundo. Los estudiantes tuvieron la oportunidad de presentarse una de las granjas industriales, Singsholmen, en la isla de Hitra. La estancia tiene 10 corrales grandes y redondos de unos 50 metros de orgulloso que se extienden profundamente por debajo de la superficie, cada uno con capacidad para 200.000 salmones. “Pude tocar físicamente las redes y ver cómo el protección (robótico) podría arreglarlas”, dice Tang.
Kelasidi enfatiza que la información obtenida en el campo no se puede memorizar en la oficina o el laboratorio. “Eso te abre y te hace darte cuenta de cuál es la escalera de los desafíos o la escalera de las instalaciones”, dice. Asimismo destaca la importancia de la colaboración internacional e institucional para avanzar en este campo de investigación y desarrollar sistemas robóticos más resilientes. «Necesitamos tratar de topar ese problema y resolverlo juntos».
MIT Sea Grant y el software MIT-Scandinavia MISTI están reclutando actualmente una nueva cohorte de cuatro estudiantes del MIT para realizar prácticas en Noruega este verano en institutos que avanzan en tecnologías agrícolas en entrada mar, incluido el Laboratorio de Robótica de Campo de NTNU en Trondheim. Se anima a los estudiantes interesados en autonomía, formación profundo, modelado de simulación, sistemas robóticos submarinos y otras áreas relacionadas con la acuicultura a comunicarse con lily claves en el MIT Sea Grant.