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Para tener un ecosistema saludable, necesitamos biodiversidad, ya que sustenta toda la vida en la Tierra, incluidos los humanos. Sin una variedad de microorganismos, plantas y animales, simplemente no podemos tener un entorno equilibrado.
La biodiversidad brinda servicios ecosistémicos como aire limpio, agua dulce y gestión de inundaciones, que son cruciales para el bienestar humano. También respalda la seguridad alimentaria, ayuda en la captura de carbono, desintoxica y descompone residuos, mejora la resiliencia de los organismos y ayuda a regular enfermedades. Los genes de plantas y animales incluso se utilizan para desarrollar medicamentos y productos farmacéuticos.
Por lo tanto, está claro que necesitamos una mejor comprensión de la biodiversidad. Una herramienta poderosa para estudiar la biodiversidad en bosques y copas de árboles es el análisis de ADN ambiental (eDNA). Sin embargo, recolectar muestras de eDNA no es fácil en entornos tan altos y complejos.
Tradicionalmente, se han utilizado enfoques laboriosos como el rodado de árboles o el frotado de superficies para lograr la tarea. Dependiendo de imágenes satelitales o usando grúas para estudiar regiones, no solo se requería un esfuerzo significativo para alcanzar una cobertura suficiente, sino que también carecía de precisión.
Pero ya no es así. Los drones están listos para transformar la situación al proporcionar imágenes de alta resolución y capacidades de recolección de datos de cerca.
Un nuevo estudio propuso usar vehículos aéreos no tripulados (UAV) para explorar la biodiversidad en las copas de los árboles, específicamente en áreas remotas e inaccesibles. Esto significa que los drones realizarán el trabajo de forma segura sin requerir que las personas se dirijan a zonas de difícil acceso, como selvas tropicales, para recolectar material genético de las copas, mientras nos ayudan a obtener una comprensión más profunda de la biodiversidad.
Recopilación de eDNA con Drones
El eDNA se encuentra en sustancias biológicas como mucosidad, heces y células de piel muertas y se ha utilizado para examinar la biodiversidad durante varias décadas. Utilizado para catalogar y monitorear la biodiversidad, los rastros de ADN ayudan a los investigadores a determinar qué especies están presentes en una zona determinada.
A principios del año pasado, científicos del instituto de investigación ETH Zurich utilizaron esta técnica para descubrir exactamente qué especies utilizan la copa del bosque para construir sus hogares.
Para construir este dron especial que tiene la capacidad de recolectar muestras en ramas de árboles de forma autónoma, investigadores de ETH Zurich junto con los del Instituto Federal Suizo de Investigación WSL se asociaron con la empresa SPYGEN.
La aeronave fue equipada con tiras adhesivas en su parte inferior. El UAV se posó suavemente sobre las ramas y, una vez que el material genérico se transfirió de las ramas a estas adhesivas, se analizó.
Pero las ramas varían en su grosor y elasticidad. Y lograr que la aeronave se acerque a una rama y permanezca estable para tomar muestras con éxito resultó ser un gran desafío para los investigadores.
“Aterrizar en ramas requiere un control complejo.”
– Stefano Mintchev, Profesor de Robótica Ambiental en ETH Zurich y WSL en ese momento
Así que el equipo equipó el dron con una jaula sensora de fuerza, lo que permitió a la aeronave medir la flexibilidad de la rama y usarla para moverse. El dispositivo se probó en siete especies de árboles, y las muestras contenían ADN de 21 grupos distintos de organismos, incluidos aves, insectos y mamíferos.
Aunque esta es una alternativa más fácil, rápida y segura que enviar biólogos a gran altura en las copas de los árboles, incluso este método no está completamente libre de riesgos.
Al usar el dron, existe el riesgo no solo de dañar el árbol sino también el propio dron en caso de una colisión dura no intencionada. Además, está la limitación de recolectar muestras solo de las ramas en las que el dron aterriza. Por lo tanto, aunque los resultados han sido “alentadores”, el dron necesita mejorar.
Un Sistema Mejorado para Estudiar la Biodiversidad
Ahora, científicos de ETH Zurich han creado un sistema robótico novedoso y de diseño personalizado. Este nuevo enfoque para que los UAV recojan eDNA dentro de las copas de los árboles utiliza una técnica de frotado de superficie.
Dirigido por Steffen Kirchgeorg, estudiante de doctorado en robótica en ETH Zurich, el estudio desarrolló un sistema de muestreo con una sonda de tela plana. El trozo de tela de vellón está recortado en forma de círculo, similar a un filtro de café, y se le añaden tiras de fibra de vidrio para proporcionar estructura.
La sonda se baja mediante un cable desde un mecanismo de elevación montado en la parte inferior del cuadricóptero. De esta manera, el dron se mantiene alejado de la vegetación.
El dron también estaba equipado con un sensor que evita que el cable de la sonda se enrede en las ramas. Los investigadores programaron el sistema para cambiar de posición automáticamente al detectar un impacto.
El funcionamiento consiste en que el UAV se mantiene flotando de forma segura sobre las copas de los árboles. Luego, la sonda se baja a través del follaje donde roza hojas y ramas. Una vez que se ha recolectado el eDNA, la sonda puede retirarse para que su contenido sea analizado posteriormente.
El experimento se realizó en una selva tropical del sudeste asiático, donde el dron fue controlado remotamente por Kirchgeorg y sus colegas mediante una transmisión en vivo de su cámara a bordo. El dron se voló fuera de la línea de visión para recolectar diez muestras de la copa del bosque.
La efectividad del nuevo enfoque se demostró durante las semifinales del XPRIZE Rainforest, donde el equipo reveló que encontraron el eDNA de 152 especies diferentes en estas muestras, la mayoría pertenecientes a arañas e insectos.
El equipo incluso encontró el eDNA del mono macaco de cola larga junto con especies de termitas, varias hormigas y la mosca de la galla, que es un tipo de mosca.
“Si queremos que la gente proteja la naturaleza, debemos decirles qué es lo que realmente estamos protegiendo — con nuestra solución, esperamos comprender mejor la vida en la copa.”
– Autor principal Kirchgeorg
Esta alternativa para estudiar la biodiversidad en hábitats remotos, según el equipo, es fundamental para iniciativas de conservación y restauración. En el siguiente paso, el equipo se centrará en investigar cómo la profundidad de penetración, las interacciones de la sonda con la vegetación y la duración del muestreo afectan la concentración de ADN en las muestras.
Impulsado por esta demanda, se espera que el mercado de tecnología de drones crezca de $33.9 mil millones en 2023 a $61.2 bln in 2029.
Estos robots voladores vienen en varios tamaños y se controlan de forma remota o mediante algoritmos preprogramados, gracias al uso de cámaras, sensores, sistemas GPS y enlaces de comunicación.
Ofrecen soluciones rentables a las empresas mediante sus variadas capacidades, que incluyen captura de imágenes y videos en tiempo real, vigilancia, mapeo y servicios de entrega. El uso de tecnologías de vanguardia como la IA ha ampliado aún más las múltiples funcionalidades de los drones, permitiendo una toma de decisiones informada y oportuna, análisis de datos avanzados y operaciones autónomas.
Todas estas capacidades de los drones los hacen particularmente útiles para ayudar a los investigadores a observar comportamientos de especies, patrones de migración y cambios en los ecosistemas sin perturbar la vida silvestre.
Mientras tanto, el hecho de que estos robots voladores puedan navegar fácilmente por bosques densos y alcanzar copas de árboles que de otro modo son inaccesibles, permite a los científicos recopilar datos sobre especies vegetales por primera vez. Y al mantenerlos desplegados durante tiempo, los cambios pueden ser monitoreados durante años para recopilar datos a largo plazo que ayuden a estudiar y predecir el impacto del cambio climático o la deforestación.
Sin embargo, este es solo uno de los muchos casos de uso de drones. Algunas de las aplicaciones innovadoras de los drones se observan en la agricultura, donde estos UAV ayudan a monitorear la salud de los cultivos, detectar plagas, gestionar el riego y optimizar los rendimientos.
Además de revolucionar la agricultura con técnicas de agricultura de precisión, los drones también pueden desplegarse en áreas propensas a desastres para misiones de búsqueda y rescate, entrega de suministros esenciales y evaluación de daños. En emergencias como incendios forestales, huracanes y terremotos, estos drones pueden ser indispensables por su capacidad de navegar rápidamente en áreas peligrosas sin poner en riesgo vidas.
Otras industrias donde los drones se están usando cada vez más incluyen la realización de entregas, la inspección de infraestructuras de difícil acceso como puentes y tuberías, y la creación de modelos 3D detallados de sitios de construcción o minas.
Todos estos ejemplos muestran la evolución de los drones, pasando de ser una novedad utilizada principalmente por aficionados o en el ámbito militar, a ahora permear diversos sectores que van desde la salud, la construcción y el monitoreo ambiental hasta la entrega de pizza y medicamentos, la cadena de suministro, el mantenimiento de aeronaves y más.
El creciente uso y popularidad de los drones están impulsados por avances tecnológicos. Por ejemplo, los algoritmos de IA y aprendizaje automático se integran cada vez más en sistemas embebidos para hacer que estas máquinas sean más eficientes e inteligentes.
También existen microcontroladores y procesadores de bajo consumo y alto rendimiento, resultado de innovaciones en la tecnología de semiconductores. Estos avances aumentan la eficiencia y durabilidad de los drones al proporcionar más potencia de cómputo consumiendo menos energía.
Otros avances importantes que ayudan a expandir las aplicaciones de los drones han sido las tecnologías de comunicación inalámbrica como 5G e IoT, que permiten una transmisión de datos más rápida y fiable, y los sistemas operativos en tiempo real (RTOS) para una sincronización precisa y gestión de tareas.
Todos estos avances tecnológicos han mejorado significativamente el rendimiento y las capacidades de los drones, impulsando su aplicación en campos más amplios.
Empresas que Desarrollan Soluciones con Drones
Ahora, echemos un vistazo a las empresas que están a la vanguardia del desarrollo de tecnología de drones.
DJI es la fuerza dominante en la industria de drones, ofreciendo una amplia gama de soluciones de drones para consumidores, profesionales e industriales que se utilizan en agricultura, topografía e inspección de infraestructuras.
Boeing(BA ) es otro nombre que desarrolla drones de alta resistencia para usos de defensa y comerciales, mientras que Northrop Grumman(NOC ) está involucrado en el desarrollo de UAV como el RQ-4 Global Hawk. Lockheed Martin(LMT ) es otro gigante de defensa involucrado en la tecnología de drones, mientras que Kratos Defense & Security Solutions(KTOS ) se está expandiendo a sectores comerciales.
Si observamos la industria agrícola, la tecnología de drones de Draganfly(DPRO ) se centra en análisis impulsados por IA, mapeo y sistemas de respuesta a emergencias. AgEagle Aerial Systems(UAVS ) crea soluciones basadas en drones para el monitoreo ambiental, mientras que Parrot es un importante fabricante europeo de drones para su uso en agricultura de precisión, mapeo 3D e investigación de biodiversidad.
Es hora de profundizar en un par de nombres prominentes:
Un líder en tecnología de drones, AeroVironment (AVAV ) se especializa en UAV para aplicaciones militares y comerciales, incluyendo monitoreo ambiental y agricultura.
AVAV Gráfico de precios
Con un precio de $209 al momento de escribir, el valor de las acciones de AeroVironment ha subido un 65% este año, llevando la capitalización de mercado de la empresa a $5.865 mil millones. Tiene un EPS de los últimos doce meses (TTM) de 2.12, un P/E (TTM) de 98.08 y un ROE (TTM) de 8.30%.
Para el segundo trimestre de 2024, la compañía reportó $189.5 millones en ingresos, un aumento del 24.4% interanual. La utilidad no GAAP de $0.89 por acción, sin embargo, disminuyó respecto a $1 por acción en el mismo trimestre del año pasado. Su flujo de caja libre al final del trimestre fue de $22.92 millones.
Los “ingresos récord del primer trimestre” llegan mientras el fabricante de drones se enfoca en convertirse en una empresa multimillonaria en los próximos tres a cinco años, frente a $717 millones en ingresos en el año fiscal 2024.
Su producto, Switchblade, es central para estas ambiciones; es una munición de merodeo utilizada tanto por rusos como ucranianos. AeroVironment está trabajando actualmente en superar el bloqueo con las últimas modificaciones, lo que junto con un mejor entrenamiento aumentará la tasa de efectividad por encima del 80% de Switchblade.
Recientemente, el Ejército de EE. UU. otorgó a la compañía su contrato más grande hasta la fecha, por un valor de hasta $990 millones, para cubrir compras de Switchblade hasta 2029. En mayo, el Pentágono también le dio a AeroVironment un contrato para construir Switchblades para su proyecto Replicator. No es solo eso, incluso el Reino Unido, Lituania y Francia han comprado Switchblades. Más de 20 países, según AeroVironment, están buscando adquirir este aparato.
Trimble ofrece soluciones de drones geoespaciales y agrícolas que ayudan en la recolección de datos, gestión de tierras y mapeo 3D. Sus tecnologías juegan un papel crítico en la agricultura de precisión y el monitoreo de la construcción. Sus soluciones incluyen Trimble Geospatial, que se centra en el intercambio de información y flujos de trabajo productivos; Trimble Agriculture, que ofrece la aplicación FAST que ayuda a los usuarios a encontrar la combinación adecuada de productos de agricultura de precisión para sus necesidades; y Trimble Reality Capture, que ofrece imágenes de 360 grados y nubes de puntos.
TRMB Gráfico de precios
Con un precio de $62.14 al momento de escribir, el valor de las acciones de Trimble ha subido un 16.82% este año, lo que lleva la capitalización de mercado de la empresa a $15.175 mil millones. Tiene un EPS de los últimos doce meses (TTM) de 6.13, un P/E (TTM) de 10.14 y un ROE (TTM) de 30.34%.
Para el segundo trimestre de 2024, la compañía reportó $2.11 mil millones en Ingresos Recurrentes Anuales (ARR), lo que representa un aumento del 14%, mientras que los márgenes brutos fueron del 66.5% y el margen EBITDA ampliado del 24.6%. El 75% de los ingresos de Trimble provino de servicios de software, y la empresa enfatizó el enfoque en soluciones de IA, escala industrial y las primeras etapas de monetización. Trimble también compartió planes para reanudar la recompra de acciones. Mientras tanto, la compañía enfrenta desafíos en los mercados chino y japonés y está viendo un reconocimiento de ingresos lento en el mercado automotriz.
Este mes, Trimble amplió su larga asociación conjunta con Caterpillar Inc.(CAT ) para la distribución de soluciones de control de grado. A principios de este año, en febrero, Trimble y DroneDeploy introdujeron una precisión de posicionamiento de primera para la captura de realidad desde drones, lo que permitirá a los operadores “entregar mapas altamente precisos” de manera más rápida y consistente, “permitiendo que los drones se utilicen en aplicaciones geoespaciales de precisión”.
Conclusión
El uso de drones para recolectar eDNA en áreas que son prácticamente inaccesibles para los humanos representa otra aplicación emocionante de los UAV y un salto significativo en los esfuerzos de conservación ambiental. Además, al proporcionar datos detallados de biodiversidad mientras elimina la necesidad de acceso humano a lugares peligrosos, los drones permiten un monitoreo de ecosistemas más rápido, seguro y completo.
Ya, las innovaciones tecnológicas han ampliado las aplicaciones de los drones a una amplia gama de industrias, incluyendo logística, agricultura, defensa y monitoreo ambiental. Ahora, están preparados para remodelar la investigación de biodiversidad que puede ayudarnos a abordar los impactos del cambio climático y guiar nuestros esfuerzos para salvaguardar la biodiversidad del planeta, que es crítica para los humanos, el medio ambiente y la economía.
Gaurav comenzó a operar con criptomonedas en 2017 y se enamoró del espacio cripto desde entonces. Su interés en todo lo relacionado con criptomonedas lo convirtió en un escritor especializado en criptomonedas y blockchain. Pronto se encontró trabajando con empresas de criptomonedas y medios de comunicación. También es un gran fanático de Batman.
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