Ribbit: aplicación web para la identificación y clasificación automática de especies de anuros

El enfoque de Ribbit para la democratización de datos representa un proceso cuidadosamente comisariado de contribución científica impulsada por los ciudadanos. Al aprovechar los conjuntos de datos públicos existentes de iNaturalist sounds y Anuraset, la aplicación establece una base sólida para la supervisión acústica de la biodiversidad. Estos conjuntos de datos iniciales proporcionan una base completa para el aprendizaje automático, garantizando modelos iniciales de alta calidad para la identificación de anuros.

La innovadora estrategia de recogida de datos de la aplicación va más allá de la recopilación de información, aplicando un riguroso proceso de control de calidad de los datos aportados por los usuarios. Cada registro enviado por un ciudadano se someterá a una cuidadosa verificación antes de su posible contribución al Fondo Mundial de Información sobre Biodiversidad (GBIF). Este enfoque transforma la recogida pasiva de datos en un proceso científico activo y colaborativo en el que los ciudadanos pueden contribuir de forma significativa a la investigación sobre la conservación, abordando el Objetivo 14 del GBF, "Integrar la biodiversidad en la toma de decisiones a todos los niveles".

Ribbit mantiene estrictos protocolos de privacidad y protección de datos. Reconociendo el carácter sensible de los datos ecológicos, en particular los relativos a especies raras e información precisa sobre su localización, la aplicación aplica estrictos mecanismos de consentimiento del usuario. No se compartirá ni distribuirá ningún dato del usuario sin la aprobación explícita e informada del contribuyente, protegiendo así tanto los temas ecológicos como la privacidad de los científicos ciudadanos.

Se ha demostrado que las aplicaciones de ciencia ciudadana contribuyen al seguimiento de la biodiversidad y atraen a los aficionados a la naturaleza(Callaghan et al., 2019). Por ejemplo, FrogID, una aplicación del Museo Australiano, permite a los usuarios grabar llamadas de ranas cuya identidad es verificada por validadores humanos. Hasta la fecha, FrogID ha publicado artículos relacionados con el seguimiento de especies invasoras(Rowley y Callaghan, 2023), la información para las evaluaciones de la lista roja de la UICN(Gallagher et al., 2024), la evaluación de los impactos de los incendios (Mitchell et. al., 2023), la comprensión de los impactos de la urbanización(Callaghan et al., 2020) y el estudio del comportamiento de las llamadas de las ranas(Liu et al., 2022). Nuestro objetivo es lograr resultados similares con Ribbit, con especies de anuros de todo el mundo, y en un plazo más corto. Hasta la fecha, el equipo de FrogID tiene un retraso de más de 18.000 llamadas, que podría reducirse en gran medida con nuestra aplicación, ya que el tiempo de procesamiento se reduce considerablemente con la implementación de algoritmos de aprendizaje automático.

Durante la primera ronda de pruebas beta de nuestra aplicación, 50 usuarios enviaron grabaciones para su identificación. Sus comentarios han sido positivos: los expertos en la materia han señalado que la especie que grabaron coincidía con la predicha por Ribbit, y los entusiastas de la naturaleza han disfrutado de la función "Rana del día", que les presenta una nueva especie de anuro o les permite volver a familiarizarse con anuros conocidos a través del nombre y la vocalización más común de la especie (objetivo 11 del GBF).

La conservación de los ecosistemas es clave para frenar el cambio climático y mantener los servicios ecosistémicos (objetivo 11 del FGD), que están estrechamente relacionados con más del 50% del PIB mundial. Más de un millón de especies se enfrentan a la amenaza de extinción este siglo; sin embargo, la selección de las zonas que deben conservarse es un reto debido a la falta de datos existente, que está sesgada hacia las observaciones en el norte global. Aumentar la cantidad de datos sobre biodiversidad en el Sur Global es fundamental para la conservación de las especies amenazadas, que se encuentran en alta densidad en los puntos calientes de biodiversidad del Sur Global. Los anfibios son ideales para la identificación acústica debido a sus diversas vocalizaciones y son indicadores cruciales de los ecosistemas(Estes-Zumpf et al., 2022), con más del 40% de las especies en peligro de extinción(Cañas et al., 2023). Aumentar los datos etiquetados de las más de 7.000 especies de anfibios de todo el mundo mejoraría los esfuerzos de conservación y reduciría las lagunas de conocimiento en los ecosistemas vulnerables. Al utilizar una plataforma de ciencia ciudadana para ayudar a mitigar la pérdida de biodiversidad, ayudamos a establecer una gestión medioambiental local de estos hábitats críticos (Objetivo 20 del GBF).

Otras aplicaciones ciudadanas han demostrado el potencial que tiene la ciencia ciudadana para mitigar la pérdida de biodiversidad. eBird, el mayor proyecto de ciencia ciudadana relacionado con la biodiversidad, cuenta con 100 millones de observaciones de aves de usuarios de todo el mundo. Estas observaciones ayudan a "documentar la distribución, abundancia, uso del hábitat y tendencias de las aves a través de listas de especies recogidas, dentro de un marco científico sencillo".(Sánchez-Clavijo et. al., 2024).

iNaturalist, otra aplicación de ciencia ciudadana que utiliza algoritmos de visión por ordenador para la identificación de especies, también ha demostrado su eficacia para mitigar la pérdida de biodiversidad. Hasta la fecha, la aplicación cuenta con más de 200.000.000 de observaciones, con 6 millones de observaciones al mes en todo el mundo. En iNaturalist, las observaciones de calidad investigadora se comparten con GBIF, que a su vez utiliza ese conocimiento para la toma de decisiones políticas, la investigación y la creación de comunidades(GBIF, 2023).

Actualmente, nuestra aplicación identifica 71 especies de ranas y sapos en todo el mundo. Aunque muchas de ellas están identificadas como de preocupación menor (LC) por la UICN, tenemos una especie amenazada por la UICN, la rana campana del sur(Ranoidea raniformis). Esta falta de inclusión de especies amenazadas subraya la necesidad de que diversos profesionales participen en el seguimiento ecológico bioacústico. Aumentar los datos sobre especies vulnerables puede servir para tomar decisiones políticas basadas en datos. Las comunidades locales y los pueblos indígenas serán un activo clave para aumentar el número de especies incluidas en la aplicación, ya que sus conocimientos locales nos permiten rastrear especies en regiones remotas.

Los anfibios están más amenazados y disminuyen más rápidamente que las aves o los mamíferos. Las poblaciones de anfibios están disminuyendo debido a múltiples factores, como el cambio climático, el hongo quitridio y otros factores antropogénicos como el tráfico de especies. Sin embargo, el nivel de amenaza para los anfibios está sin duda infravalorado porque 1294 especies (22,5%) son demasiado poco conocidas para evaluarlas, en comparación con sólo 78 aves (0,8%)(Stuart et al., 2004).

Este déficit de conocimientos subraya la importancia vital de herramientas educativas como Ribbit para democratizar la investigación científica. Al reducir las barreras a la vigilancia ecológica, aplicaciones como Ribbit transforman a los observadores pasivos en participantes activos en la conservación. Las tecnologías educativas permiten a los ciudadanos científicos contribuir directamente a la comprensión y protección de los ecosistemas vulnerables, abordando las limitaciones críticas de la investigación mediante una mayor recopilación de datos en regiones poco investigadas.

Estas innovadoras plataformas aumentan la concienciación pública sobre los retos de la biodiversidad, al tiempo que ofrecen vías accesibles para la participación científica. A diferencia de las aplicaciones centradas en las aves, con infraestructuras de investigación bien establecidas, la conservación de los anuros ha carecido de plataformas científicas ciudadanas integrales. Ribbit colma esta laguna fundamental al permitir que las personas se conviertan en contribuyentes cruciales a la investigación de los anfibios, cambiando el rumbo de la deficiencia de datos y apoyando los esfuerzos mundiales de conservación a través de una gestión medioambiental colaborativa y posibilitada por la tecnología. Es la primera aplicación que incluye información sobre más de 800 especies de anfibios, en cuatro idiomas, incluido el tipo de llamada, foto, información CITES (si las especies son objeto de tráfico o se utilizan con fines comerciales, abordando los objetivos 5 y 9 del GBF), el estado de la UICN (si las especies están en peligro, abordando el objetivo 4 del GBF) e información general sobre el comportamiento animal y la reproducción.