Recerca científica en projectes ambientals a través del big data

Cada vegada tenim accés a una major quantitat de dades a través de les diverses fonts d'informació de les que disposem. Quan es tracta de grans conjunts de dades, una quantitat tan alta que dificulta fins i tot la seva gestió, i són recopilades i utilitzades per organitzacions, sigui pel seu estudi, o per detectar-hi patrons i fer prediccions vàlides per a la presa de decisions, parlem de dades massives o el big data.

De vegades és complicat poder identificar quin és l'ús que poden fer les entitats d'aquestes dades massives. Però, sobretot en el cas d'aquelles organitzacions que centren la seva activitat en la recerca científica, tenen en el big data una eina molt valuosa per tal de poder desenvolupar nous projectes i trobar noves vies d'investigació. És el cas del Centre d'Investigació Ecològica i Aplicacions Forestals (CREAF), que està involucrat en diversos projectes de recerca científica en el qual fan servir el big data.

Dos dels projectes que treballen amb dades massives, en els quals està involucrat el CREAF, són l''All Data for Green Deal' (AD4GD), un projecte europeu, coordinat pel CREAF, que té com a objectiu unificar en un mateix espai totes les dades d'observació europees i recolzar així accions prioritàries del Pacte Verd Europeu; i el 'Big Mosquito Bytes', un projecte dins de la plataforma Mosquito Alert, que té la finalitat de combatre les epidèmies provocades per mosquits gràcies al big data i la ciència ciutadana.

'All Data for Green Deal'

El Pacte Verd Europeu és una sèrie d'iniciatives polítiques que tenen com a finalitat situar la Unió Europea en el camí de la transició ecològica. Per tal que les persones encarregades de formular accions i polítiques en matèria de biodiversitat, contaminació i canvi climàtic puguin fer-ho en línia amb el Pacte Verd Europeu, la Comissió Europea està impulsant la creació de l'Espai Comú Europeu de Dades, un centre obert de dades on poder consultar tota la informació necessària i amb certa facilitat.

És en aquest punt en el qual el CREAF participa, donant forma a aquest Espai Comú Europeu de Dades, tot unificant i ordenant la informació. "El 70% del temps d'un treball de recerca es consumeix en la cerca d'informació. El fet que hi hagi una organització de la informació existent, estalvia molt de temps. I el valor d'aquesta informació és encara més gran quan s'han de prendre decisions, i aquestes tenen una data límit", explica Joan Masó, investigador principal de l'AD4GD en el CREAF.

Aquest projecte, finançat pel programa Horizon Europe, comptarà amb informació oberta, localitzable i comprensible que permetrà, manifesta Masó, poder accedir a una gran quantitat de dades de manera consistent, alhora que les responsables de cadascuna d'aquestes informacions podran continuar mantenir-les.

Malgrat encara cal definir alguns aspectes de la informació recopilada, se centrarà sobretot en aspectes mediambientals, i a través de dades d’observació del planeta que provinguin, no només de fonts tradicionals com ara els satèl·lits o els drons, sinó també d’altres mètodes, com són la ciència ciutadana, l’Internet de les Coses i la intel·ligència artificial.

La metodologia es posarà a prova en tres reptes ambientals concrets d’Europa: la salut dels llacs urbans de Berlín, quant a qualitat i quantitat d'aigua; la mesura de qualitat de l’aire amb sensors de baix cost a Itàlia, i la connectivitat ecològica en la zona metropolitana de Barcelona, projecte que lidera el CREAF. 

El projecte compta amb la col·laboració de l’Open Geospatial Consortium (OGC), centres de recerca com ara  l’European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), la Fraunhofer-Gesellschaft (FIT), el Kompetenzzentrum Wasser de Berlín (KWB),  l’Instytut Chemii Bioorganicznej de Polònia (PSNC), l’Internet of Things Lab (IoT), organismes com  l’European Centre for Certification and Privacy (ECCP), les empreses ATOS i Design Terminal, la fundació Mandat International i l’Aston University (Birmingham).

'Big Mosquito Bytes'

Mosquito Alert és un projecte de ciència ciutadana que estudia, vigila i lluita contra l'expansió de mosquits invasors, com ara el mosquit tigre o el mosquit de la febre groga, algunes de les espècies capaces de transmetre malalties globals com el dengue, el Zika o la febre del Nil Occidental. L'eina utilitzada per recopilar dades cooperatives és una aplicació que permet notificar, mitjançant una foto, la possible troballa d'un dels mosquits estudiats, així com la dels seus llocs de cria en els espais públics.

Un dels projectes que es nodreix de la informació que aporta aquesta plataforma és 'Big Mosquito Bytes', una iniciativa que usa la ciència ciutadana recopilada de l'aplicació, però també dades massives, per fer una vigilància primerenca i predir, a temps real, si d'uns pocs casos aïllats es pot arribar a desencadenar una epidèmia. Impulsat per la Fundació la Caixa, és una iniciativa liderada pel CEAB-CSIC, i en la qual participen científics de la UPF, l'Institut Max Planck de Demografia, el Centre Nacional d'Epidemiologia de l'ISPCIII i el CREAF.

"Dins del projecte 'Big Mosquito Bytes', proposem maneres de treballar aquestes dades i generar uns outputs, com ara mapes de risc que, per generar-los, utilitzem diverses fonts de dades", exposa Frederic Bartumeus, investigador ICREA al CEAB i al CREAF que lidera el projecte. Així, es reben dades actualitzades de casos de les malalties detectades a Espanya; dades ambientals i climatològiques; dades socioeconòmiques i de mobilitat humana, així com les dades de ciència ciutadana de l'aplicació Mosquito Alert.

"Quan parlem de big data, no només hem de pensar en el volum de les dades, en la quantitat. Però també es refereix a la velocitat d'adquisició de les dades i la diversitat de resultats finals que es pot presentar per la gran la varietat de dades que es fan servir", afirma Bartumeus. Per gestionar aquestes dades, es generen sistemes que recullen dades, les validen i s'etiqueten, per anar a parar a una base de dades on es pot visualitzar de manera ràpida i senzilla, i generar una sèrie de resultats mostrats, en aquest cas, en un mapa i a temps real.

La gran quantitat de dades generades, la velocitat amb la qual arriben i la seva diversitat, suposen grans oportunitats, tal com ho demostren aquests dos projectes en els quals està involucrat el CREAF. Alhora, el big data genera grans reptes, no només en la recerca científica, sinó sobretot en altres àmbits, on cal vigilar que aquesta eina no generi desigualtats o injustícia.