“NUESTRO TRABAJO MULTIDISCIPLINARIO, A NIVEL TÉCNICO Y HUMANO, NOS PERMITE VISIONAR PROBLEMAS Y OBTENER RESULTADOS CONCORDANTES CON EL DESARROLLO DE LA REGIÓN DEL MAULE”
Laboratorio de Investigaciones Tecnológicas en Reconocimiento de Patrones UCM
Sin duda que el trabajo de investigación es demandante. Se requiere no solo conocimiento, sino que también dedicación, esfuerzo, trabajo en equipo y vinculación con el medio. Todos esos factores son los que ha venido conjugando el Laboratorio de Investigaciones Tecnológicas en Reconocimiento de Patrones (LITRP) UCM, que este 2021 concluye su proyecto más importante: el FIC Frambuesa, con la construcción de una máquina que a través de visión por computador pueda determinar la calidad de la fruta en el proceso de packing. Una investigación de tres años que esperan consolidar en la creación de una empresa tecnológica para comercializar los resultados de proyectos como este.
Como aparece en la web del laboratorio www.litrp.cl, el Laboratorio de Investigación Tecnológica en Reconocimiento de Patrones (LITRP), está ubicado en el Parque Científico-Tecnológico de la Universidad Católica del Maule. Nació en 2013 y es el resultado del trabajo colaborativo de investigadores del Departamento de Informática y el Departamento de Agronomía de la Universidad Católica del Maule.
Su director, el Dr. Marco Mora, señala que “nuestro trabajo de investigación se caracteriza por un alto componente práctico, teniendo su aplicación a problemas en varias áreas de gran importancia para el desarrollo de la región y del país. En el LITRP, se realiza investigación en Ciencias de la Computación, en particular, en Procesamiento de Imágenes Digitales, Computación de Alto Rendimiento y Aplicaciones Industriales del Reconocimiento de Patrones. Considerando que la Agricultura es una de las actividades económicas más importantes de la VII Región de Chile, una de nuestras principales actividades es desarrollar investigación aplicada y tecnologías para la agricultura, contribuyendo a los procesos productivos de la región”, asevera.
El profesor Claudio Fredes, integrante del destacado laboratorio a nivel nacional como internacional, agrega que “nuestro laboratorio cuenta con importantes asociaciones con instituciones nacionales e internacionales de reconocido prestigio en el ámbito académico y de investigación. Asimismo, mantenemos relaciones de cooperación con empresas con las que desarrollamos diferentes proyectos de investigación aplicada”, explica.
NACIMIENTO
Escuchar al Dr. Marco Mora y al profesor Claudio Fredes, creadores del laboratorio especialista en las áreas de biometría y agronomía, es apasionante, porque dentro de sus dependencias no solo fluye el conocimiento sino que también la amistad y la conexión con el desarrollo de la Región del Maule. “El laboratorio nace en 2013 con el primer proyecto Fondef que ganamos junto al profesor Claudio Fredes. Recuerdo que era para desarrollar una tecnología para estimar la madurez fenólica de la uva. Entonces el laboratorio partió con este proyecto que estaba vinculado al desarrollo tecnológico para la agricultura. Era un indicador para determinar cuándo se debe cosechar el vino basándonos en un sistema de reconocimiento de patrones que le servía al enólogo”, afirma el Dr. Mora. Lo anterior es complementado por el profesor Fredes quien comenta que el proyecto consistía en “escanear la semillas de la uva para saber qué porcentaje de ellas estaba maduro, inmaduro y sobremaduro. Lo que hicimos fue automatizar el procedimiento para obtener información de las características de las semillas con una precisión alta para dar información adecuada”, dijo.
Posteriormente se sumó un segundo proyecto Fondef, relacionado con la agronomía que era la estimación del contenido de aceite en oliva. Con este proyecto reconocen que llegaron a un nivel de complejidad mayor e interesante, ya que contaron con tecnología mucho más sofisticada. “Lo que hicimos fue modificar el método con el cual se estima el aceite en una sola oliva, y además consideramos tecnología no destructiva. Fue así como estos dos proyectos competitivos nos permitieron pasar a una tecnología más avanzada y quedamos muy bien calificados en la competencia nacional, lo que demostró que estábamos capacitados para desarrollar otros proyectos.
Dentro de eso, vino el proyecto FIC Frambuesa, que sin duda es el más importante
Así es. Este proyecto de agronomía vinculado al desarrollo tecnológico nos ha permitido pasar del desarrollo teórico al desarrollo de una máquina. Es por lo tanto un proyecto maduro que refleja nuestros propios intereses. Fue así como crecimos también en el equipo de investigadores, ya que en un principio éramos solo nosotros dos y un par de estudiantes de magíster.
Como estos proyectos son sistemas de reconocimiento de patrones aplicados a resolver un problema de agronomía, requerimos a otros profesionales que nos brindaran no solo su conocimiento sino su visión complementaria. Fue así como después se unió Ricardo Barrientos, Doctor en computación de alto desempeño. Junto a él ganamos un tercer proyecto Fondef, el que ya no tenía que ver con agronomía, sino con un problema de computación que era la identificación masiva de personas en función de la huella digital. Entonces desarrollamos una tecnología que pudiera identificar a decenas de millones de personas en función de su huella digital a través de un dispositivo móvil.
Pero luego se incorporaron otros académicos
Exactamente, hay varios académicos que están dentro del staff de computación de laboratorio: Dr. Marco Mora, doctor en tratamiento de imagen; Dr. Ricardo Barrientos, doctor en computación de alto desempeño; Dr. Pablo González, doctor en tratamiento de imagen; Dr. Ruber Hernández, doctor en computación con especialidad en tratamiento de imágenes de video y la Dra. Xaviera López, doctora en informática.
A ellos se les suman los profesores en el área agrícola: Claudio Fredes cuya especialidad es la enología y el Dr. Marco Carrasco, quien tiene que ver con todos los sensores remotos para la agricultura.
También han venido otros profesionales como el Dr. David Zabala, quien está haciendo un postdoctorado en el laboratorio como encargado del desarrollando aplicaciones de inteligencia artificial en telecomunicaciones. Además del Dr. José Naranjo, quién trabaja en el proyecto FIC Frambuesa.
¿También reciben estudiantes extranjeros para pasantías?
Por supuesto, el 2017 el primer estudiante de pasantía vino del Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l’alimentation et de l’environnement de Dijon, Francia (AgroSUP Dijon), quien vino a hacer la pasantía que le exige su graduación de pregrado. Estuvo 6 meses trabajando y colaboró con el comienzo del proyecto de las olivas.
Después, en 2019, vinieron 4 estudiantes de computación de la Universidad de Toulouse, Francia. Todos estos estudiantes tenían un nivel básico de español y vinieron por los contactos internacionales de nuestro laboratorio. Dos de ellos trabajaron en el problema de la frambuesa y los otros dos trabajaron en el tema de biometría. Actualmente hay una pasante virtual de Estados Unidos quien está trabajando un problema con el Dr. Rubén Hernández que tiene que ver con biometría. Entonces siempre hemos tenido estudiantes extranjeros porque tenemos este tema de la investigación aplicada, vale decir, hacer ciencia por un objetivo específico que va a permitir la generación de riqueza y trabajo.
¿Cuáles son las redes internacionales con que cuentan actualmente?
Es una red de contactos que parte en los lugares donde nosotros hemos hecho nuestros doctorados. Por ejemplo, la Universidad Politécnica de Madrid, la Universidad de Toulouse, una Universidad en Cuba y otra en Málaga. Después hemos aumentado nuestra red de contactos en Argentina, Colombia y el resto de países sudamericanos.
¿Cuál es el nivel del laboratorio respecto del escenario sudamericano?
Nuestro laboratorio es pequeño, pero lo que hacemos nosotros no es en cantidad, sino en calidad. En ese sentido estamos a la par del resto de las universidades europeas y sudamericanas. Por ejemplo, tenemos publicaciones en revistas indexadas de alto impacto, presentaciones en conferencias internacionales, formación de estudiantes para doctorado, magíster e ingeniería. Incluso hemos explorado el tema de la propiedad intelectual y las patentes.
Imaginamos que el trabajo en equipo es fundamental para conseguir resultados
No existiríamos como laboratorio si no trabajáramos colaborativamente con colegas de otras disciplinas, o sea las soluciones tecnológicas ya son multidisciplinarias, por ejemplo, en nuestro caso unimos el tratamiento digital de imágenes, la computación de alto desempeño, la inteligencia artificial y la matemática aplicada; todos esos saberes en la práctica son personas distintas, entonces para poder aspirar a soluciones complejas se requiere la multidisciplina y para poder aspirar a resolver un problema de la realidad tenemos que salir de laboratorio, salir de la computación y conectarnos con los problemas de la realidad.
Y en este trabajo multidisciplinario, los problemas son fundamentales para poder funcionar de manera adecuada. En nuestro caso, son aportes a nivel técnico y humano, lo que nos da una base para construir una realidad de trabajo en conjunto de largo plazo, donde además se necesita empuje y perseverancia, lo que nos ayuda a prepararnos emocionalmente para cada uno de los desafíos. Es un camino lleno de vivencias y experiencias propias. Es nuestro propio discurso, un sello construido a través del tiempo que nace de manera natural.
¿Cómo analizan el aporte realizado por el laboratorio al desarrollo de la Región del Maule?
Nuestro gran aporte es desarrollar tecnología de manera innovadora y moderna, inspirados en los lugares donde hicimos nuestros doctorados y apuntando a resolver problemas reales. En ese sentido, nuestro proyecto FIC Frambuesa es la muestra de nuestra madurez como investigadores.
Por consiguiente, el laboratorio ha hecho un destacado aporte a la Universidad Católica del Maule, que tiene que ver con procesos internos de la universidad, vale decir, los proyectos que nosotros hemos ganado contribuyen mucho a la acreditación de la institución en investigación, porque los proyectos (Fondef y Fondecyt) son muy relevantes a nivel nacional, en cuanto a tecnología aplicada y al área teórica. Fue así como hemos ido sumando académicos con post doctorados que se dediquen 100% a los proyectos, ya que ambos (Claudio y Marco) tenemos además otras actividades como la docencia.
Lo otro interesante es que hemos logrado vincular la investigación que se hace en la universidad con las realidades regionales, no solamente los proyectos sino también las tesis de doctorado y de magíster, produciendo una focalización de la actividad de investigación completa hacia problemas relevantes en la Región del Maule.
¿Hay algún proyecto que tengan programado a mediano plazo?
Sí, hay una proyección directa del proyecto FIC Frambuesa que apunta al mejoramiento de la máquina que estamos proponiendo, ya que la tecnología avanza a pasos agigantados y tenemos que estar muy atentos a los cambios tecnológicos para mejorar los desarrollos que estamos haciendo. Entonces tenemos en vista un proyecto Fondef de investigación aplicada donde nosotros proponemos una mejora, vale decir, aplicar una nueva tecnología al problema de manera de ir mejorando la máquina que vamos a construir y que tiene que ver con el uso de cámaras de profundidad.
Lo otro es que nos hemos dado cuenta que la generación de soluciones a problemas reales mediante técnicas de inteligencia artificial como las Redes Neuronales Profundas o Deep Learning, requiere mucho tiempo para construir el modelo, y aceleradores de alto costo. Entonces lo que estamos haciendo, a nivel científico, es intentar conseguir los modelos con métodos que sean menos costosos en tiempo y en hardware.
En definitiva, nuestro trabajo se fundamenta en el contexto en el cual vivimos, intentando hacer un aporte a la comunidad en la cual estamos insertos desde de la tecnología aplicada.