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Crean estudiantes de la UNAM, dispositivo que identifica el canto de las aves

Por el momento, el MIAA es capaz de identificar, entre un concierto de trinos, el de una especie en particular: el Turdus migratorius (mirlo primavera); pero se espera que en breve detecte el sonido de otras aves, en particular, los de variedades endémicas de la Ciudad de México y silvestres distribuidas en zonas de difícil acceso, como bosques, manglares y selvas.

Rocío Méndez Lunes 6 De Enero, 2014 · 07:04 am
Crean estudiantes de la UNAM, dispositivo que identifica el canto de las aves

Un módulo creado por un alumno de la carrera de Biología de la FES Zaragoza, con apoyo de personal del IIMAS de la UNAM, detecta el ave mirlo primavera con sólo oír sus trinos, lo que permitirá determinar en qué zonas habita y calcular su población. Siempre a la caza del canto de los pájaros, este aparato mantiene sus micrófonos apuntados al cielo, para escuchar mejor el sonido de las aves. Su nombre es Módulo de Identificación Acústica de Aves, MIAA, creado por Esaú Villarreal.

Por el momento, el MIAA es capaz de identificar, entre un concierto de trinos, el de una especie en particular: el Turdus migratorius (mirlo primavera); pero se espera que en breve detecte el sonido de otras aves, en particular, los de variedades endémicas de la Ciudad de México y silvestres distribuidas en zonas de difícil acceso, como bosques, manglares y selvas.

Contar con tecnología capaz de realizar esta tarea es crucial, sobre todo en actividades conservacionistas, porque permite llevar un mejor control de la presencia de seres que, a la menor provocación, remontan el vuelo, “algo frustrante para quienes nos dedicamos a la biología”, señaló el estudiante de la carrera de Bilogía de la Facultad de Estudios Superiores (FES) Zaragoza. 

La principal virtud de la máquina es operar de forma remota (algo útil para quien estudia a animales proclives a huir al divisar a un humano), además de trabajar en descampado, funcionar con energía solar, tener autonomía mecánica y sólo encenderse al detectar algo interesante, explicó el alumno.

Hasta poco antes de su muerte, en 1992, era usual ver al compositor francés Olivier Messiaen llevar pluma y cuaderno pautado bajo el brazo para tomar nota del canto de las aves que se cruzaban en su andar. Dos décadas después, Esaú hace algo parecido, aunque con una grabadora para registrar las aves que aún se escuchan en la capital mexicana.

“Mi interés por el audio era de sobra conocido en la escuela, por ello algunos amigos me pidieron recolectar sonidos de pájaros para armar una serie de podcasts y reportajes; así, comencé a emprender excursiones al Jardín Botánico de CU, Bosque de Tlalpan, Ajusco y prácticamente a cualquier lugar cercano, pero con zonas verdes” 

Trascurría 2009, las revistas de tecnología hablaban del boom de los smartphones y una aplicación para dispositivos móviles comenzaba a popularizarse. Se llamaba Shazam y era capaz de oír 10 segundos de una canción, analizarlos y señalar el nombre de la melodía, el del intérprete, año de lanzamiento e incluso a qué álbum pertenece y dónde adquirirlo.

“Recolecté muchas grabaciones que escuchaba y comparaba. Quería determinar a qué especie pertenecían los sonidos sin otra ayuda que mi oído; pronto caí en cuenta de lo difícil de adquirir esta habilidad y pensé, ¿por qué no crear un software para eso, un Shazam para aves?”.

Tras plasmar cientos de cantos en pentagramas, Messiaen compuso la obra Catálogo de pájaros, pero al referirse a su inspiración y sentirse incomprendido, se frustraba. “Hablo de aves a gente que no las ama, de ritmos a quienes no los entienden y de colores sonoros a quienes no ven nada”, decía. Esaú confesó identificase así con el compositor francés. 

Iván Meza y Caleb Rascón trabajan en el Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y en Sistemas (IIMAS) de la UNAM y su principal interés no son las aves, sino los robots. Conocieron a Esaú a finales de 2012, después de que ambos impartieran una conferencia sobre filtración de ruido y autómatas capaces de entender órdenes verbales.

“A estas charlas suelen asistir ingenieros o especialistas en sistemas, así que cuando un joven que dijo ser biólogo se nos acercó para plantearnos un proyecto de reconocimiento de audio, pero con pájaros, no tuvimos más opción que prestarle atención”, recordó Iván.

Esaú creyó que el trámite sería sencillo, “si logran que un aparato distinga palabras, ¿qué tan complicado sería que identifique sonidos animales? Ellos me mostraron lo complejo de tal empresa. Creí que sólo me darían un par de consejos, en vez de eso se ofrecieron a ayudarme”. 

Para Iván Meza, colaborar con un biólogo le ha mostrado alternativas en las que no había reparado. “Tras probar diversas estrategias desarrollamos un software capaz de ignorar bullicio ambiental y centrarse en el canto del mirlo primavera. Antes no sabía de la existencia de esta avecilla, pero hace unos días encontramos al Turdus migratorius justo fuera de mi ventana, en los árboles que rodean al IIMAS. Siempre estuvo ahí y no la había visto”.

 

Para hacer su trabajo, el aparato desarrollado por Esaú, Iván y Caleb debe entender el idioma de los pájaros, con nomenclatura diferente al lenguaje humano pero con estructura similar, explicó Esaú. Si nosotros emitimos fonemas, ellos notas, además, estos animales también se comunican con palabras —o un equivalente—, sólo que las llamamos sílabas.

En proximidad del hombre, las aves experimentan intensos flujos de adrenalina y suelen desaparecer con un batir de alas, por ello, varios investigadores calculan su área de acción y realizan censos a partir de sus vocalizaciones, en especial por lo difícil de observar a animales tan elusivos. “Podrás no verlos, pero al escucharlos sabes que están ahí”.

Cada vez que llega un trino a los micrófonos de MIAA, ésta lo analiza y transforma en una serie de 16 mil números por segundo. Sobre la fugacidad del canto, Octavio Paz señalaba en su poema Cuarteto: “se disipa, impalpable abecedario, la rápida escritura de los pájaros”. La pregunta que se desprende de lo anterior —señala Esaú— es, ¿cómo lidiar con tal cantidad de datos apercibidos y desvanecidos de golpe?

“Cribamos las decenas de miles de elementos recibidos en un segundo hasta quedarnos con 144, pero no de manera aleatoria, sino con aquellos únicos para el ave que nos interesa. Así, obtuvimos la huella digital del Turdus migratorius y un método acústico para distinguirla” 

Tras evaluar el sistema, se determinó que recupera tres cuartas partes de las vocalizaciones dispersas en el ambiente y de éstas, 87.49 por ciento fueron identificadas de forma adecuada. “Al ornitólogo se le representa escondido en la maleza, con binoculares al cuello y un librillo para identificar aves en el bolsillo trasero; para realizar lo mismo, pero con mejores resultados, nosotros sólo necesitamos oídos”, señaló Iván.

La complejidad acústica de una canción es tal, que en un minuto puede contener los 144 números que dan identidad al canto del Turdus migratorius y hacer que el aparato elabore diagnósticos equivocados.

El ingeniero se ha dedicado a diseñar estrategias para evitar que MIAA se confunda. Una opción sería enseñarle música para que al escuchar patrones melódicos, rítmicas precisas o ciertos intervalos supiera que se encuentra ante una pieza de creación humana; otra, alimentarla con cientos de canciones hasta que sepa si trata de un intérprete o un ave.

Que el aparato discrimine más sonidos servirá para lograr su objetivo: identificar más especies. “No podemos quedarnos sólo con el mirlo primavera, el espectro acústico debe ser más amplio; solucionar equívocos producidos por la música es clave para alcanzar la meta”, agregó Iván.

MIAA consta de un micrófono, un extractor de huellas acústicas, un silabificador y un clasificador que, en conjunto, determinan si el gorjeo percibido es del mirlo primavera y, en breve, cuántos individuos de esa especie hay en la zona, “algo útil al censar, pues así como calculamos la cantidad de sujetos en una habitación por el número de voces diferentes que percibimos, el aparato haría lo mismo después de analizar los armónicos en un trino (características que dan a cada sonido identidad única); así sabríamos si en las ramas hay uno, tres o 20 ejemplares”.

Los resultados son alentadores y superiores a los de métodos tradicionales de monitoreo, “en particular porque no había algo similar para seres tan elusivos y nerviosos como las aves, aunque sí con los únicos animales que rivalizan con éstas por la belleza de su canto: las ballenas”, concluyó Esaú.