Las bambalinas de la inteligencia artificial en mastitis: ¿qué hay detrás de un sensor?

La relación de correspondencia entre la mastitis como patología en las ubres de nuestros bóvidos, incluso cuando subyace en su forma subclínica, y su reflejo en el display o pantalla de los cada vez más comunes y conocidos por todos robots de ordeño resulta, salvo error manifiesto de la tecnología, unívoca y clarividente para cualquiera de nuestros lectores.

Sin embargo, el flujo de información que enlaza la condición biológica asociada a la enfermedad y su manifestación digital es complejo y requiere de una serie de procesos enlazados entre sí que permiten, incluso, que mediante inteligencia artificial y, el tan de moda, Machine Learning puedan tomarse decisiones automáticamente y actuarse también de forma autónoma sin necesidad de intervención humana.

Pero, ¿cuál es el fundamento científico que permite el proceso completo? Éste se basa en el hecho probado de que la leche sintetizada en condiciones de mastitis cuenta con una mayor concentración de sales disueltas lo que, según es conocido por la física de partículas, se traduce en una mejor o mayor conductividad eléctrica del fluido.

A partir de este punto, comienza el diseño ingenieril del mecanismo de monitorización. En primer lugar, como puede parecer razonable, se cuenta con un sensor de conductividad o conductivímetro.

¿SABES CÓMO FUNCIONA UN SENSOR DE CONDUCTIVIDAD?

El sensor más empleado para la determinación de conductividad es conocido como sensor de Vernier. Éste, más que un sensor de conductividad, es un sensor de resistividad, es decir, es sensible a la resistencia opuesta por el fluido al paso de la corriente a su través. La citada magnitud es la inversa, en términos matemáticos, de la buscada.

Para su funcionamiento, se aplica una diferencia de potencial entre dos electrodos o, lo que es lo mismo, un determinado voltaje, como ocurre entre los polos de una pila. Cuando esto ocurre, dada la cercanía de ambos electrodos y la conductividad del fluido, un cierto número de electrones comienzan a migrar de un polo a otro o de un electrodo a otro, generando determinada corriente de amperaje relacionado con la conductividad del fluido.

No obstante, esto no es todo, pues la corriente eléctrica ha de interpretarse en relación con la conductividad y proseguir su camino para convertirse en información palpable y tangible para la persona que la interpreta. Entra pues en juego, en este momento, la llamada función de transferencia. Se denomina así a la relación matemática entre variables que, mediante todas las herramientas operativas de las ciencias exactas de las que necesita valerse, entre las que habitualmente encontramos la integración, asocia determinados valores de entrada (corrientes eléctricas), con valores únicos de salida (conductividades).

Introducida en un procesador informático, que puede ser sencillo dado su cometido, y habitualmente valiéndose de una función de estabilización de la señal que, en conjunto con la primera y actuando tras ella logra filtrar valores anómalos, acercándolos a las curvas esperadas y eliminando ruido sensórico, transforma las cifras dudosas entre valores limítrofes en cuanto a sus implicaciones en otras sobre las que puedan tomarse determinaciones sustanciales.

Llegados a este término, un nuevo procesamiento de los datos obtenidos los transforma a lenguaje binario, es decir, los convierte al lenguaje digital, compuesto de ceros y unos.

Esto resultará imprescindible para su plasmado sobre una pantalla o display, que no es otro dispositivo que un conjunto de millones de diminutas lámparas que se iluminan, o no, en función del código binario que se les indique donde la unidad supone el encendido, y la ausencia de valor, también la ausencia de luz. Dicho conjunto de lámparas, muestran de forma convencional y mediante los números, letras, código de colores o signos convenidos los valores de conductividad obtenidos o, en su defecto, la presencia o ausencia de mamitis para determinada muestra correspondiente a un animal.

Hasta aquí, es proceso de monitorización. No obstante, y dado el avance de la tecnología y la informática en los días en que vivimos, las posibilidades que se añaden a lo explicado en los párrafos superiores son diversas.

En primer lugar, el procesador suele ser más complejo, lo que lo convierte en un ordenador que cuenta normalmente con disco duro o memoria y puertos de conexión de diferente tipología. Mientras que el primer elemento permite el almacenamiento ordenado de los datos para su consulta más allá del tiempo real, el segundo permite su extracción mediante red WiFi, conexión USB o cualquier tipo de cable de datos incorporado a la máquina que permita la transmisión de éstos para su posterior análisis.

Los retos actuales de este tipo de robots, ordenadores y maquinaria que incorpora o incorporará la inteligencia artificial, pasan por trabajar y mejorar los ya presentes procedimientos que suceden y transgreden ya a los descritos a través del Machine Learning.

El aprendizaje de las máquinas, concepto al que hace referencia el término sajón, comienza con una programación compleja con procesadores de última generación, mucho más avanzados que los necesarios para los estados de avance anteriores de estos dispositivos. A través de las diferentes situaciones a las que la máquina se enfrenta, y mediante parametrizaciones previas, es capaz de “recordar” las conclusiones obtenidas y soluciones en consecuencia que ha determinado necesarias y llevado a término mediante los actuadores asociados, pudiendo repetir las mismas en las casuísticas futuras que se presenten y cuyas características sean las mismas e incluso, en situaciones similares que se parezcan a diferentes de las anteriores tomar determinaciones distintas apropiadas a las características de la que se presenta.

En definitiva, el propio robot de ordeño podría decidir si aplicar o no un tratamiento veterinario para la patología a la vaca, qué tratamiento aplicar y en qué dosis, cómo separar y desechar la leche contaminada o si es preciso enviar un mensaje de alerta al ganadero o veterinario y hacerlo de manera automática.