Imagínese la tarea de contar granos de arroz dentro de un frasco. ¿Ya lo imaginó? Ahora piense en hacerlo todos los días, durante horas, mirando a través de una placa de vidrio donde cientos de diminutos puntos crecen tan pegados que apenas se distinguen entre sí.
Esa ha sido, durante décadas, la agotadora rutina diaria de los microbiólogos agrícolas: sentarse frente a cajas de cultivo (placas de Petri) para contar, uno por uno y a simple vista, las colonias de microorganismos que regeneran la tierra. Esta es una labor minuciosa que determina si un fertilizante biológico sirve o no, pero que fatiga la vista y puede demorar entre uno y dos días de trabajo continuo por lote de muestras.
Ahora, un equipo de científicos y desarrolladores en Colombia ha decidido enseñarle a una máquina a hacer ese conteo en cuestión de segundos. La iniciativa, nacida en los laboratorios de Fundases (fundación creada hace casi cuatro décadas en el seno de la Obra Minuto de Dios para promover la biotecnología rural), busca aplicar visión artificial en el aseguramiento de calidad de bioinsumos y el análisis de suelos, un desarrollo que será presentado en la V Jornada de Inteligencia Artificial de El Minuto de Dios y que se realizará este viernes 30 de octubre con cubrimiento de UNIMINUTO Radio.
El ojo humano se cansa; el algoritmo, no
En el corazón de la agricultura regenerativa se encuentran los microorganismos: bacterias, actinomicetos y hongos benéficos que devuelven la vida a los suelos degradados por el uso intensivo de químicos, para certificar que un abono orgánico o un biofertilizante cumple con los estándares exigidos para el agricultor, el laboratorio debe verificar la concentración exacta de estos seres vivos.
“En una caja podemos tener 20, 300 o hasta mil colonias, el analista tiene que marcarlas punto por punto, dependiendo del volumen de muestras, podíamos tardar uno o dos días completos haciendo el conteo manual”, explicó durante la emisión radial de RenovAcción Social Sostenible, Richard Ibarra, jefe del área de Microbiología de Fundases. Además del tiempo, el factor humano introduce discrepancias: dos analistas expertos pueden obtener cifras distintas simplemente porque la vista se agota tras horas de conteo.
Para transformar este cuello de botella, el área Ingeniería, encabezada por Nelson Villafrade, recurrió a técnicas de visión por computadora:
- Fotografía estandarizada: Las cajas Petri se fotografían bajo condiciones idénticas de iluminación y distancia.
- Etiquetado milimétrico: Mediante la plataforma de anotación CVAT, los especialistas delimitan y clasifican cada colonia visible (como coliformes o E. coli).
- Entrenamiento con YOLOv8: El modelo de aprendizaje profundo analiza los patrones de color, forma y tamaño a lo largo de ciclos de iteración (épocas) para identificar y cuantificar las colonias de manera automatizada.
El resultado potencial es drástico: procesos de conteo que demandaban jornadas enteras se reducen a un análisis digital de pocos segundos, complementado por una revisión técnica de una o dos horas.
“La inteligencia artificial no llega para reemplazar al microbiólogo, sino para quitarle la tarea más repetitiva y mecánica”, subrayan los investigadores, al tiempo que aseguran que al liberar al especialista de contar puntos, este puede dedicar su tiempo a lo que ninguna máquina puede hacer: interpretar los datos, diagnosticar el estado del cultivo y diseñar soluciones agrícolas.
¿Por qué este avance beneficia directamente a Colombia?
Aunque parezca un desarrollo estrictamente confinado a las cuatro paredes de un laboratorio, el impacto real de esta tecnología apunta directamente a la economía campesina y a la seguridad alimentaria del país:
- Suelos diversos que exigen diagnósticos rápidos: Colombia posee una de las topografías y composiciones edafológicas más complejas del planeta, con suelos andinos de alta montaña, terrenos arenosos en zonas costeras, arcillas pesadas y valles interandinos secos o húmedos. Entender cómo responde la microbiología en cada microclima requiere procesar miles de muestras; la automatización abre la puerta a diagnósticos masivos y oportunos para pequeños y medianos productores que hoy no pueden esperar semanas por un resultado.
- Confianza en la transición ecológica: Uno de los mayores temores del campesino tradicional al cambiar los fertilizantes químicos por bioinsumos orgánicos es la efectividad. Si un lote biológico no lleva la carga microbiana prometida, el cultivo falla. Un control de calidad automatizado y riguroso asegura que el biofertilizante que llega a la finca tenga una concentración biológica garantizada.
- Reducción de costos para el agro: Abaratar y acelerar los tiempos analíticos en laboratorio repercute en menores costos operativos para los productores de insumos biológicos y, por ende, en precios más asequibles para los agricultores.
- Soberanía y salud alimentaria: La dependencia de insumos químicos importados (cuyos precios se dispararon en los últimos años) vulnera la economía rural. Fomentar insumos biológicos locales y de alta precisión contribuye a producir alimentos limpios sin degradar el suelo ni contaminar las fuentes hídricas.
Los retos en el camino
Pese al entusiasmo, los investigadores mantienen los pies en la tierra, el proyecto se encuentra actualmente en fase de prototipo y validación, entrenar un algoritmo biológico no es sencillo: las bacterias cambian de tonalidad según el medio de cultivo, algunas colonias crecen fusionadas y los falsos positivos o desbalances de clases (por ejemplo, cuando en una placa coexisten 200 colonias de un tipo y apenas tres de otro) exigen calibrar continuamente el código mediante algoritmos auxiliares en Python.
El camino hacia un producto comercial aún requiere recopilar miles de imágenes adicionales y afinar la precisión en condiciones reales, no obstante, el experimento de Fundases demuestra que la inteligencia artificial en América Latina no solo pertenece al mundo de los centros de datos o las finanzas, sino que puede arraigarse en la tierra fértil de los campos de cultivo, y esta Colombia sí que tiene tierra para probar el experimento.
Si quiere profundizar el día a día de las acciones de la Obra de El Minuto de Dios, escuche de lunes a viernes de 11 a 12 del día el programa de radio RenovAcción por Emisora Minuto de Dios 107.9 FM en Bogotá y UNIMINUTO Radio 1430 AM en Bogotá y 1580 AM en Cundinamarca, también en UNIMINUTORadio.com.co
Vea la entrevista a continuación:
