La Mamba: Un brazo robótico basado en drones para preservar plantas amenazadas en entornos acantilados
Solución completa
Mamba recolectora Lysimachia iniki
Outreach Robotics
Las islas tropicales albergan floras únicas y un gran número de especies vegetales endémicas. Las amenazas han provocado una importante disminución de la población en Hawai, donde el 97% de estas especies de plantas endémicas están catalogadas como en peligro, en peligro crítico o extinguidas. Los hábitats de acantilados verticales funcionan como refugios para proteger a las plantas de estas amenazas. Sin embargo, estos hábitats dificultan especialmente las labores de conservación, obligando a los botánicos a utilizar métodos arriesgados y lentos, como el rápel, para acceder a poblaciones de plantas remotas. Hemos desarrollado el Mamba, el primer sistema aéreo capaz de tomar muestras de plantas en acantilados. El sistema ha permitido recoger semillas de muchas especies en peligro crítico, entre ellas Hibiscadelphus woodii, así como el reciente descubrimiento de una nueva especie: Schiedea waiahuluensis. Las colecciones de conservación realizadas con esta herramienta están prosperando en viveros, lo que demuestra el impacto en el ciclo de conservación de organismos situados en entornos de difícil acceso, y las acciones necesarias para evitar la extinción de plantas.
Última actualización: 31 Oct 2025
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Contexto
Défis à relever
La extinción de las plantas se está acelerando con el aumento de la presión humana, el cambio climático y la invasión de especies. Los ecosistemas de acantilados ofrecen cierta protección frente a estas amenazas, pero la naturaleza vertical de estos hábitats dificulta la documentación y conservación de la biodiversidad que albergan. Muchos ecosistemas de acantilados no se han explorado o se han explorado muy poco, lo que ha dejado zonas oscuras botánicas de las que se sabe muy poco. Un primer paso fundamental en la conservación y protección de los ecosistemas es el conocimiento básico del hábitat y sus componentes. Desde el punto de vista social, la falta de conocimientos limita el compromiso y la concienciación de las comunidades, sobre todo en regiones remotas o protegidas. Desde el punto de vista económico, los métodos ineficaces o anticuados de estudio de estos hábitats aumentan los costes y reducen la eficacia de las estrategias de conservación.
Ubicación
Kauai, Hawai, Estados Unidos
Reunión
Madeira, Portugal
Estados Federados de Micronesia
África Oriente y África del Sur
Europa Occidental y del Sur
Oceanía
Procesar
Resumen del proceso
Los drones están cambiando la forma de conservar las plantas endémicas raras de los acantilados. Nos permiten estudiar y cartografiar eficazmente las especies de plantas en peligro crítico y, a continuación, recoger las plantas para trasladarlas rápidamente a nuestro vivero de conservación para su propagación.
Bloques de construcción
Drone Survey: localización, cartografía e inventario de poblaciones vegetales remotas
Los drones han sido fundamentales como primer paso en la evaluación de la flora de los acantilados. Gracias al uso de drones para obtener puntos de vista únicos de estos entornos, ahora podemos cartografiar la distribución y abundancia de especies endémicas de acantilados en peligro crítico y agilizar su conservación. Se han realizado estudios de campo en Hawai, la República de Palaos y Madeira (Portugal) con resultados muy positivos.
Factores facilitadores
A medida que la tecnología de los drones ha ido mejorando y progresando, esta metodología de estudio se ha hecho accesible a toda una serie de profesionales de la conservación. Los sensores de las cámaras de alta resolución permiten identificar una amplia gama de plantas, desde grandes árboles hasta pequeños organismos herbáceos. Gracias al aumento de la capacidad de la batería, los pilotos de drones pueden realizar hasta 45 minutos de reconocimiento en un solo vuelo. Las mejoras en la usabilidad gracias al perfeccionamiento del software hacen que los drones sean seguros y eficientes para los principiantes, lo que aumenta la adopción de esta tecnología por parte de los profesionales de la conservación. Y lo que es más importante, a medida que los drones están más disponibles, los costes asociados se han reducido, lo que los convierte en una herramienta increíble para una amplia gama de aplicaciones.
Lección aprendida
Los drones son herramientas eficaces para localizar e inventariar especies en peligro crítico de extinción, especialmente en entornos de difícil acceso como acantilados o copas de árboles. La evaluación de los hábitats de los acantilados será fundamental para la conservación de las especies en estas zonas, ya que el conocimiento básico de dónde se dan las especies puede orientar las acciones de conservación y ayudar a priorizar la protección del paisaje.
Recolección con drones: Utilización de un brazo robótico basado en un dron para recolectar plantas inaccesibles.
La herramienta Mamba nos permite recolectar material vegetal mediante semillas o esquejes de especies amenazadas que hayamos identificado y cartografiado en el bloque de construcción anterior. Esta herramienta tiene un alcance efectivo muy superior a 1.000 m, lo que hace que incluso las zonas más inaccesibles estén disponibles para acciones de gestión.
Factores facilitadores
El desarrollo de esta herramienta por ingenieros expertos en robótica agilizó la conservación de muchas especies por parte del personal de campo del Jardín Botánico Tropical Nacional y de los socios del Programa de Prevención de la Extinción de las Plantas. La Mamba cuenta con un sistema de cabezales intercambiables que permite una recolección personalizable en función de la especie objetivo y del tipo de material necesario para la conservación. Muchos de los componentes de este mecanismo están impresos en 3D, lo que resulta rentable y flexible para agilizar los procesos de desarrollo. El Mamba se construye con componentes de drones fácilmente disponibles, lo que también reduce el coste y el tiempo de construcción. El desarrollo de esta herramienta ha corrido a cargo de estudiantes de doctorado e integra soluciones de hardware y software de última generación diseñadas específicamente para esta aplicación.
Lección aprendida
Cuando se emprende un proyecto de este tipo, es fundamental contar con el emparejamiento adecuado de personal de campo experimentado e ingenieros robóticos profesionales, ya que ambas partes aportan información crucial para orientar tanto el desarrollo como las consideraciones de conservación efectiva. Cabe destacar que el proceso de desarrollo fue iterativo, dejando espacio para probar y revisar el diseño y, en última instancia, permitiendo el despliegue de una herramienta de gran utilidad y buen funcionamiento.
Propagación de plantas: mayor eficacia con técnicas de recolección mejoradas
Una vez recolectadas las plantas, se trasladan a nuestro vivero de conservación para su propagación, o a nuestro laboratorio de semillas para realizar pruebas de viabilidad y almacenamiento. Estamos observando un aumento de la eficacia de estos métodos, con semillas y esquejes recién recolectados que llegan rápidamente a nuestro personal. Como muchas de estas plantas individuales no se conocían previamente, estas acciones impulsan la diversidad genética de las colecciones ex situ, proporcionando un lugar seguro frente a la degradación medioambiental.
Factores facilitadores
Antes, los botánicos tenían que escalar los remotos entornos de acantilados donde se dan estas especies, lo que dificultaba y prolongaba la recogida de las colecciones de conservación y su traslado al personal del vivero para su propagación. Con el mecanismo Mamba, las recolecciones se recogen y trasladan rápidamente al vivero.
Lección aprendida
Los esquejes frescos y las semillas tienen un mayor índice de éxito en la propagación.
Impactos
En los últimos siete años de despliegue de drones para la documentación y conservación de taxones de acantilados, hemos aumentado significativamente las poblaciones conocidas de al menos 30 especies de plantas en peligro crítico. En algunos casos, hemos cartografiado numerosas plantas individuales, lo que ha multiplicado por diez las poblaciones conocidas de estas especies. En combinación con el nuevo brazo de muestreo Mamba, hemos recogido 17 especies en peligro crítico para contribuir a su conservación. Además, hemos descrito una nueva especie (tal vez la primera especie descrita a partir de especímenes recogidos por drones) y documentado una serie de otras anomalias botánicas (ampliaciones del área de distribución, registros insulares y especies no descritas).
Beneficiarios
Hasta ahora, el personal de conservación y las especies con las que trabajamos se han beneficiado enormemente de esta asociación y del desarrollo tecnológico. El sistema ha mejorado el estado de conservación de muchas especies, lo que ha dado lugar a revisiones en la priorización de especies.
Además, explique el potencial de escalabilidad de su solución. ¿Puede reproducirse o ampliarse a otras regiones o ecosistemas?
Aunque esta tecnología se ha implantado eficazmente en algunas cadenas de islas de todo el mundo, la comunidad internacional tiene muchas más posibilidades de adoptarla y utilizarla en sus regiones de interés. Este sistema es fácil de usar y de aprender para los pilotos de drones principiantes. Los futuros desarrollos de software pretenden agilizar aún más el proceso de conservación con la localización o recolección automatizada de plantas. Esta herramienta podría aplicarse en cualquier lugar donde haya acantilados. Además, los hábitats de difícil acceso, como los ecosistemas de dosel, los bosques tropicales de vegetación densa, los islotes marinos o los delicados hábitats alpinos, podrían beneficiarse de estas herramientas.
Marco Global para la Biodiversidad (GBF)
Objetivo 1 del GBF - Planificar y gestionar todas las áreas para reducir la pérdida de biodiversidad
Objetivo 4 del FGD - Detener la extinción de especies, proteger la diversidad genética y gestionar los conflictos entre seres humanos y fauna salvaje
Objetivo 8 del FGD - Minimizar los impactos del cambio climático en la biodiversidad y aumentar la resiliencia
Objetivo 9 del GBF - Gestionar las especies silvestres de forma sostenible en beneficio de las personas
Objetivo 14 del FGD - Integrar la biodiversidad en la toma de decisiones a todos los niveles
Objetivo 20 del FGD - Reforzar la creación de capacidades, la transferencia de tecnología y la cooperación científica y técnica para la biodiversidad
Objetivo 21 del FGD - Garantizar que el conocimiento esté disponible y sea accesible para orientar la acción en materia de biodiversidad
Objetivos de Desarrollo Sostenible
ODS 9 - Industria, innovacióne e infraestructura
ODS 13 - Acción por el clima
ODS 15 - Vida de ecosistemas terrestres
ODS 17 - Alianzas para lograr los objetivos
Historia
Colecciones de Hibiscadelphus woodii entregadas a los botánicos
Ben Nyberg
La especie arbórea endémica Hibiscadelphus woodii se descubrió y describió originalmente en 1992 y sólo se conocía a partir de cuatro plantas individuales. Poco después, un corrimiento de tierras mató a tres individuos, dejando un único árbol para la especie. Durante 18 años se intentaron multitud de acciones de conservación, desde esquejes, injertos e incluso polinización cruzada, en un intento de conservar el árbol ex situ. La especie nunca pudo propagarse y cuando el último árbol murió en 2009, pensamos que la especie se había perdido en la extinción.
¡En 2019, un proyecto que desplegaba tecnología de drones para inspeccionar entornos de acantilados inaccesibles en zonas cercanas pudo volver a encontrar esta especie! Por desgracia, los dos individuos que encontramos creciendo en medio de un acantilado de 500 metros estaban completamente fuera del alcance de los botánicos con cuerda. Fue un hallazgo emocionante, sin embargo, estábamos indefensos en la conservación de la especie.
Cuando los expertos en robótica de Outreach Robotics se enteraron de este descubrimiento, nos asociamos rápidamente en el proyecto para desarrollar una herramienta basada en drones que ayudara a recolectar esquejes de los hábitats verticales de los acantilados. Durante los últimos cuatro años, hemos estado codesarrollando, iterando nuevos diseños y probando sobre el terreno los mecanismos necesarios para hacer posible este trabajo. Aunque la pandemia de COVID-19 ralentizó nuestras pruebas sobre el terreno, nos permitió dedicar más tiempo al laboratorio y conseguir una herramienta muy perfeccionada que es estable, eficaz y está lista para la misión.
En abril de 2024, nuestro equipo accedió a la remota zona de Kauai en helicóptero, transportando los mecanismos del dron y el personal de campo al lugar para realizar nuestra recogida. El dron y el Mamba volaron 300 m hasta las plantas y pudieron recolectar con éxito esquejes de los dos individuos conocidos. Estos esquejes fueron transportados a mano en helicóptero y luego en avión a otra isla con cámaras de propagación especializadas en un esfuerzo por establecer estas plantas en un vivero. Nos complace informar de que los esquejes han enraizado y están creciendo de forma segura ex situ por primera vez.
Hemos localizado, recolectado y cultivado Hibiscadelphus woodii con tecnología moderna, y esperamos haber evitado la extinción de esta especie.
Esta combinación de conocimientos botánicos, tecnología de drones e ingeniería de vanguardia ha cambiado nuestra forma de trabajar en estos ecosistemas remotos, accidentados y verticales.
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Otros colaboradores
Guillaume Charron
Robótica de proximidad
Jardín Botánico Tropical Nacional
Jardín Botánico Tropical Nacional
Scott Heintzman
Programa de prevención de la extinción de plantas