Las plagas son la pesadilla del  sector  de la horticultura, el paisajismo  y la agricultura, y destruyen entre el 20 y el 40 %  de la producción mundial cada año.  Una forma eficaz de abordar  este problema es detectar  las infestaciones de plagas de forma temprana.

Para ello, un laboratorio creado por la Universidad Tecnológica Nacional , Singtel –liderado por su  unidad de servicios digitales y tecnológicos, NCS– y la  Fundación Nacional de Investigación de Singapur presenta  una solución innovadora.

Aprovechando el aprendizaje automático,  los investigadores del  Laboratorio de Inteligencia Artificial y Cognitiva  para Empresas  de Singtel (SCALE@NTU)  idearon un sensor que utiliza  ondas de radio llamadas ondas milimétricas (mmWave)  para detectar plagas de insectos en las plantas sin  necesidad de una inspección manual. Esto  transforma el laborioso proceso de  detección de plagas en algo automatizado,  basado en datos y no invasivo.

La innovación ha despertado el interés  de una sucursal de la principal agencia de Singapur para  la conservación de la biodiversidad y la vegetación,  la Junta de Parques Nacionales (NParks).  La división de Ciencias Vegetales y Salud de la agencia  está trabajando con el laboratorio para perfeccionar  el prototipo y probarlo en el campo.

«La división de Ciencias Vegetales y Salud de NParks  está interesada en explorar esta tecnología avanzada  para la detección de plagas. La  utilización de la tecnología de radar de ondas milimétricas  presenta una importante oportunidad  comercial  en la horticultura y la agricultura, ofreciendo una solución sostenible para el control de plagas  «, afirma  el profesor Cong Gao , codirector de SCALE@NTU.

SCALE@NTU es un ejemplo de una  exitosa colaboración entre la academia y la industria  con sede en la NTU. Colaboraciones como esta  ayudan a que los avances de la investigación encuentren la  luz del día en aplicaciones del mundo real,  mientras que las empresas y los gobiernos aprovechan  los vastos recursos de la Universidad para satisfacer  sus necesidades de innovación.

Hasta la fecha, la NTU cuenta con más de 250 socios industriales  . SCALE@NTU es uno de los aproximadamente 20  laboratorios corporativos y conjuntos que involucran a importantes  empresas y a la Universidad, y que se encuentran instalados  en el mismo campus donde se desarrolla la acción.

Según  el profesor Lam Khin Yong , vicepresidente de Industria de la NTU  , esta cooperación beneficiará  tanto a la industria como a la academia . El profesor Lam dirige la  Oficina del Vicepresidente de Industria de la Universidad (VPIO) ,  que se creó para acelerar las aplicaciones de laboratorio a la industria.

“Establecer alianzas estratégicas sólidas  con actores clave de la industria no  solo contribuirá a la innovación y la  comercialización de la investigación básica, sino que  también enriquecerá la  experiencia académica e industrial de nuestros estudiantes e  investigadores”, afirma el profesor Lam.

Al ofrecer múltiples modelos para que diferentes  partes cooperen, la NTU pretende permitir que  sus agencias públicas y socios industriales  comiencen a trabajar de inmediato cuando innoven  junto con los investigadores. La forma en que funcionan estos modelos  depende de las necesidades de la industria  y pueden abarcar desde uniones individuales  y laboratorios corporativos tripartitos  hasta alianzas multipartidistas, grandes consorcios  y programas emblemáticos que involucran  a organizaciones extranjeras.

Por ejemplo, SCALE@NTU es un laboratorio corporativo  creado para ayudar a impulsar  la estrategia de digitalización de Singapur y convertirla en una  nación inteligente. Sus diversos proyectos de investigación, desde  tecnología  de localización mejorada para búsqueda y rescate  hasta sistemas de transporte inteligentes, se basan en inteligencia artificial de vanguardia  para abordar cuestiones clave  en todos los sectores.

“Al combinar la experiencia en el campo  del NCS con las fortalezas de investigación de la NTU,  hemos logrado resultados notables,  incluida la capacitación de 280 investigadores  y estudiantes, la presentación de 82  divulgaciones tecnológicas y la finalización de 16  transferencias de tecnología”, afirma  el profesor Ong  Yew Soon , codirector de SCALE@NTU.  “Nuestra fructífera colaboración ejemplifica  una asociación público-privada eficaz”.

La última investigación de SCALE@NTU en  detección de plagas está encabezada por el Dr.  Muhammad Faeyz Karim y  el profesor asociado  Arokiaswami Alphones de la Facultad  de Ingeniería Eléctrica y Electrónica  de NTU  .

Los beneficios potenciales que presenta son  múltiples: la solución puede mejorar  la calidad de las plantas y el rendimiento de los cultivos, contribuir  a la ecologización urbana de Singapur y  al objetivo “30 x 30” del país de ser autosuficiente  en la producción de alimentos, y abordar  la escasez de mano de obra en el sector de la horticultura y  la agricultura.

El Dr. Karim, que está preparando la  tecnología para su uso comercial, afirma: “Su naturaleza en tiempo real  podría proporcionar alertas tempranas  sobre brotes de plagas, lo que permitiría a los agricultores  tomar medidas oportunas y reducir las pérdidas”.

Una bendición para la industria

Los actores de la industria, como  la consultora de infraestructura Surbana Jurong, han considerado  que trabajar junto con la NTU en la investigación  es muy valioso. Por ejemplo, para abordar la  necesidad de energía limpia, el  Laboratorio Corporativo Surbana  Jurong-NTU  desarrolló  un proyecto de criopoligeneración.

El proyecto consiste en convertir  el gas natural licuado (GNL) en gas,  un proceso que libera “energía fría”. El  gas puede utilizarse para aplicaciones como  la generación de electricidad, mientras que la energía fría  no se desperdicia, sino que se aprovecha para  diversas necesidades de refrigeración de la industria, incluidas  la refrigeración y la congelación.

Esta alianza combina  las capacidades de investigación de clase mundial de NTU con  la experiencia industrial global de Surbana Jurong en  los sectores urbano y de infraestructura para  desarrollar soluciones para  desafíos urbanos e industriales complejos.

“A medida que las temperaturas globales continúan  aumentando, el clima cálido tropical que enfrentamos  en Singapur solo empeorará.

“Aprovechando el concepto de economía circular,  nuestro laboratorio vio el potencial de reutilizar  la energía fría residual para proporcionar  refrigeración limpia y eficiente a distritos residenciales y  aplicaciones industriales”, explica  el profesor  Alessandro Romagnoli , codirector del  Laboratorio Corporativo Surbana Jurong-NTU.

Con la criopoligeneración, los  investigadores buscan utilizar la  energía fría residual generada durante la regasificación de GNL  como mecanismo de enfriamiento y para capturar  carbono, atrapando  los gases de efecto invernadero nocivos emitidos durante los procesos industriales,  como en los parques industriales.

Según Tan Wooi Leong,  Director Ejecutivo Senior de Energía de Surbana Jurong  , producir energía fría  para capturar carbono es costoso, por lo que el  proyecto de criopoligeneración presenta una  alternativa sustentable que optimiza  la energía fría residual.

Tan confía en la  viabilidad comercial del proyecto. “El diseño,  el proceso de planta y todos los demás paquetes del  proyecto están completos. Ya estamos  pensando en implementarlo en nuestros  otros proyectos en todo el mundo. El conocimiento  que hemos reunido a través del  laboratorio corporativo nos ha permitido abordar estos  proyectos en el extranjero con bastante facilidad”, afirma.

Otro ejemplo de la sinergia  entre la NTU y la industria para  acelerar la traducción de la investigación es  el trabajo conjunto entre el fabricante de baterías  Durapower y el  Instituto de Investigación Energética  de la Universidad @ NTU (ERI@N) , ambos  comparten objetivos similares hacia  el desarrollo de soluciones energéticas innovadoras.

“Creemos en la creación de valor. Nuestra  asociación con NTU es una extensión  de la disposición de nuestra empresa a adoptar  nuevas tecnologías a través de  la participación constante en el mercado y la investigación y  el desarrollo”, afirma Kelvin Lim,  director ejecutivo de Durapower. “NTU ofrece  experiencia en investigación, mientras que nosotros proporcionamos  información centrada en la industria,  capacidades de producción en masa y canales de venta globales”.

Según  la profesora Madhavi Srinivasan ,  directora ejecutiva de ERI@N, ambas partes  tienen experiencia complementaria e interés  en avanzar en la investigación de baterías sostenibles.

Desde el inicio de la colaboración,  se han producido avances importantes  . El equipo ha creado una solución novedosa que utiliza  tecnologías de la nube y de gemelos digitales para ofrecer  un control preciso y en tiempo real del estado de  las baterías de iones de litio durante un máximo de cinco años. Se espera que esta  innovación, pendiente de patente y desarrollada por  el director del clúster ERI@N,  el profesor adjunto Hung  Dinh Nguyen,  alargue la  vida útil de las baterías en más de un 50 % y, a su vez,  reduzca significativamente las emisiones de carbono.  Actualmente se está probando en el  campus inteligente de la NTU .

“Las temperaturas altas y húmedas del trópico de  Singapur plantean desafíos únicos para  el rendimiento de las baterías, por lo que es importante probar y comprender  el estado operativo de las baterías a  nivel de componentes y sistemas individuales  ”, explica el profesor Madhavi.

Construyendo una comunidad

A medida que los problemas de la industria se vuelven más complejos  e involucran a más partes interesadas, la NTU está  optando por colaboraciones entre múltiples partes que  aprovechen la experiencia y las fortalezas de  cada una de las partes, tanto del mundo académico como de la industria. Un  ejemplo es su investigación en curso sobre  portadores de hidrógeno orgánico líquido, compuestos utilizados  para almacenar y transportar hidrógeno como  energía renovable. Se trata de un esfuerzo conjunto con la  Universidad Nacional de Singapur y varias  empresas de Singapur y Japón.

El profesor Lam de VPIO afirma: “Prevemos que  estos modelos colaborativos se convertirán en la  norma a medida que las industrias estén cada vez más  interconectadas y los desafíos globales requieran  soluciones más interdisciplinarias”.

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