La NASA está ayudando a los agricultores de Hawái a cultivar más alimentos con IA

Mediante el uso del aprendizaje automático y la tecnología satelital, los investigadores están trabajando con los agricultores de Maui para abordar la seguridad alimentaria y reconstruir la agricultura local con un enfoque en la tradición local.

Para muchos agricultores hawaianos, la agricultura es más que una profesión; Es su kuleana, o responsabilidad. Es una práctica con profundas raíces culturales ligadas al antiguo concepto de aloha ʻāina: amor y administración responsable de la tierra.

A pesar de esta conexión cultural con la agricultura, la producción agrícola y los sistemas alimentarios de Hawái han sufrido décadas de explotación comercial, cambio climático, volatilidad económica y fracasos políticos. Históricamente, Hawái asigna menos del 1% del presupuesto estatal a la agricultura.

A primera vista, la NASA puede parecer un socio poco probable para reforzar las prácticas agrícolas tradicionales. Su medio son los datos, no la suciedad; Sus herramientas son computadoras, no el cuerpo; Están impulsados por la innovación más que por la tradición.

Pero en el condado de Maui, que reporta la prevalencia más alta de inseguridad alimentaria del estado, estos extremos se están encontrando en el medio para reparar partes del sistema alimentario de una manera sostenible y culturalmente apropiada.

Lograr aloha ʻāina a través de la IA

Hawái importa aproximadamente entre el 85% y el 90% de sus alimentos, ya que gran parte de sus tierras agrícolas productivas se utilizan para cultivar las principales exportaciones de caña de azúcar y piña de la isla. Las plantaciones comenzaron a cerrarse en la década de 1980 y, con el último cierre en 2016, gran parte de esa tierra permanece en barbecho como un duro recordatorio de los impactos del monocultivo industrial.

La dependencia de las importaciones agrícolas de China continental ha provocado vulnerabilidades en la cadena de suministro, altos precios de los alimentos y un aumento de la inseguridad alimentaria, especialmente entre los residentes de bajos ingresos, los nativos de Hawái y los isleños del Pacífico, que se enfrentan de manera desproporcionada a tasas más altas de inseguridad alimentaria.

Hawái ha hecho de la autosuficiencia agrícola una prioridad y se ha embarcado en un esfuerzo concentrado para aumentar la producción local de alimentos. Para ayudar, los investigadores de NASA Harvest, un consorcio de agencias centrado en la seguridad alimentaria y la resiliencia ambiental, han utilizado imágenes satelitales para ayudar a tomar decisiones sobre las mejores formas de expandir la producción agrícola y la eficiencia.

Hannah Kerner, profesora asistente de la Universidad Estatal de Arizona y líder de IA y aprendizaje automático de NASA Harvest y NASA Acres, recibió una beca de investigación en 2021 a través de la iniciativa de equidad y justicia ambiental de la NASA para ayudar al condado de Maui a aumentar la producción local de alimentos.

El objetivo de Kerner es crear un tablero de datos utilizando imágenes satelitales e inteligencia artificial alimentada por datos sobre el terreno. Esta información permitirá a los agricultores, líderes comunitarios y legisladores monitorear y analizar las condiciones de los cultivos en todo el condado de Maui y abordar la inseguridad alimentaria con base en datos en tiempo real, llenando un vacío de conocimiento a largo plazo que las encuestas agrícolas del gobierno no han abordado adecuadamente.

"Hay una necesidad a nivel básico de poder monitorear la cantidad de alimentos y dónde se cultivan los alimentos en el condado", dijo Kerner. Para lograr esto, el equipo de Kerner creó mapas de tipo de cultivo, o mapas espaciales de alta resolución específicos para cada tipo de cultivo.

Mientras recopilaba imágenes satelitales desde arriba, el equipo de Kerner también trabajó con el Colegio Maui de la Universidad de Hawái para recopilar información sobre el terreno, o información que se sabe que es verdadera y precisa a través de la medición y la observación directa, mediante la inspección de tierras agrícolas y entrevistas a agricultores. A través del aprendizaje automático, estos datos se utilizan para entrenar modelos para predecir brechas en el suministro local de alimentos y problemas con el acceso.

La gran mayoría de las 7.300 granjas de Hawái, de pequeña escala y a menudo ubicadas en terrenos inclinados o rocosos, no utilizan grandes máquinas para cultivar la tierra como es característico de las grandes operaciones comerciales en el continente, sino que dependen de una mano de obra. Como resultado, la mano de obra suele ser costosa y menos productiva.

La mayoría de las granjas activas a pequeña escala en Hawái tienen ventas anuales inferiores a $10,000, según un informe de 2021 de la Organización de Investigación Económica de la Universidad de Hawái.

Con el tiempo, los datos de la NASA pueden utilizarse para identificar las zonas a las que ampliar la producción agrícola, las regiones y las razones por las que los cultivos no prosperan, qué tipos de cultivos diversificados podrían plantarse y el impacto de especies invasoras como la hierba de guinea en las granjas en barbecho, que contribuyeron a la devastación de los incendios forestales de agosto de 2023 en Maui.

También podría ayudar a los agricultores a encontrar los métodos de cultivo más viables económicamente en lugares como Maui, donde el costo de la tierra y la mano de obra son exorbitantes, dijo Nicholas Winfrey, presidente y director profesional de Maui United Way.

"Hay un profundo vínculo con los āina aquí, la tierra, y poder cultivar y utilizar esa tierra de manera sostenible y proporcionar alimentos está muy entrelazado con la comunidad", dijo. "Todo el mundo quiere hacerlo, todo el mundo se siente conectado para hacerlo. Sin embargo, ese modelo de negocio no siempre es sostenible".

La participación de la comunidad impulsa la ciencia en Maui

La seguridad alimentaria existe cuando todas las personas de una comunidad tienen acceso físico y financiero fiable a alimentos nutritivos. Sin embargo, la soberanía alimentaria hace hincapié en la producción y distribución de alimentos cultural, ecológica y económicamente apropiada, además del acceso.

Para ayudar a lograr una verdadera soberanía alimentaria, los investigadores de la NASA priorizaron la creación de confianza, la comprensión cultural y un compromiso demostrado para garantizar el éxito del proyecto.

"Creo que la gente de Maui es muy sensible a las personas que vienen de fuera, especialmente a las comunidades indígenas", dijo Kerner.

El primer mapa de tipo de cultivo que el equipo de Kerner creó para los agricultores de Maui rastrea el crecimiento del taro, un cultivo básico rico en nutrientes y culturalmente venerado. El tablero también se ha utilizado más allá de la agricultura. Tras los incendios forestales de agosto de 2023, la NASA trazó un mapa de las zonas quemadas para ayudar a los organizadores comunitarios a distribuir la ayuda lo antes posible.

La herramienta permitió a Maui United Way distribuir $7.5 millones en ayuda por desastre a los residentes afectados en solo dos meses después del incendio de Lahaina, según Winfrey.

"Estamos construyendo un sistema automatizado con esa herramienta para que cuando estos desastres vuelvan a ocurrir... United Way u otros pueden trabajar para que la asistencia directa llegue a las personas afectadas aún más rápido", dijo Winfrey.

Kerner espera concluir la primera fase del panel de seguridad alimentaria de Maui en los próximos seis meses. Durante los próximos cinco años, el trabajo de su equipo en Maui será financiado por NASA Acres, un nuevo consorcio lanzado en marzo de 2023 centrado en la agricultura y la seguridad alimentaria de Estados Unidos dirigido por la Universidad de Maryland. NASA Acres es un programa hermano de NASA Harvest, un programa global de seguridad alimentaria y agricultura.

"Creo que estamos tratando de ayudar a cultivar esta red de personas que localmente tienen las herramientas y la experiencia para responder a los problemas que enfrenta la comunidad", dijo Kerner. "Eso es en gran medida la seguridad alimentaria, pero luego son los incendios, y también las especies invasoras, las inundaciones y el desarrollo. Hay tantas cosas".

Fuente: fooddive.com

28 nov 2023