Pasar al contenido principal
Blog de Sostenibilidad Tec
Tecnológico de Monterrey Tecnológico de Monterrey
SUSCRÍBETE
  • Inicio
  • Entérate
    • Iniciativas de Campus
    • Iniciativas de Ejes estratégicos
    • Reconocimiento a Eventos sostenibles
  • Divulgación
    • Reflexión
    • Vida Sostenible
  • Este mes
    • Recomendación del mes
    • Editorial del mes
  • Tec Sounds Radio
SUSCRÍBETE

Compartir

Mujer en campo de agricultura

Revelación del futuro: IA y agricultura digital en sistemas de alimentación sustentables

2024-04-17
Dr. Sigfredo Fuentes
Reflexión

La Inteligencia Artificial y la Agricultura Digital no son solo palabras de moda, sino herramientas poderosas con un inmenso potencial para contribuir significativamente a la sostenibilidad en un clima cambiante. Adentrémonos en este emocionante futuro.

A medida que el cambio climático perturba la intrincada interacción entre los sistemas biológicos y su entorno en la naturaleza y las prácticas agrícolas, la necesidad de adoptar nuevas y emergentes tecnologías se vuelve cada vez más urgente. Esta urgencia subraya el papel crucial que cada uno de nosotros desempeña en garantizar la sostenibilidad de nuestras prácticas agrícolas. Los esfuerzos para mejorar la eficiencia en los procesos agrícolas han estado en marcha durante años, impulsados inicialmente por mayores rendimientos y calidad de los productos agrícolas.

 

Revolución en la agricultura: el progreso de la agricultura digital

Durante más de un cuarto de siglo, se nos han presentado tecnologías innovadoras como la Agricultura de Precisión (AP), que aprovecha tecnologías emergentes como sistemas de sensores y teledetección utilizando plataformas que van desde satélites hasta sistemas aéreos o terrestres no tripulados (UAV / UTV) para evaluar la variabilidad espacial y temporal de los cultivos. Sin embargo, el campo ha sido verdaderamente revolucionado en la última década con la llegada de la Agricultura Digital (AD). La AD no solo ha respondido a la pregunta de qué hacer con los datos recopilados por los sistemas de AP, sino que también ha introducido la Inteligencia Artificial (IA) como una herramienta necesaria para el análisis de datos y modelado utilizando tecnologías automatizadas de sistemas de sensores.

Debido al cambio climático, la seguridad alimentaria se ha convertido en un problema crítico, ya que, según la FAO, para 2050 necesitamos producir el doble de alimentos en la mitad de la tierra arable para alimentar a más de 10 mil millones de personas. Enfrentándonos a este escenario desalentador, la AP y la AD podrían ser las únicas opciones, además de una mentalidad agrícola fuera de lo común.

 

Contrastación de aproximaciones para la Tierra y el espacio

Producir alimentos más nutritivos en menos espacio y recursos es el objetivo de los científicos que investigan la producción de alimentos fuera de la Tierra para misiones espaciales a largo plazo, como las planeadas a la Luna para 2030 y a Marte para 2040 por parte de la NASA a través del programa Artemis. La agricultura vertical que implementa la inteligencia artificial (IA), los Gemelos Digitales (DT) y las plantas modificadas genéticamente (GM) serán la base de estos sistemas, que también se pueden implementar en la Tierra para satisfacer las crecientes demandas de productividad para 2050.

Hay una diferencia crítica entre lo que se hará para el espacio y lo que se hará para la Tierra utilizando IA: la adopción. La exploración espacial no tiene otra opción que adoptar estos nuevos sistemas de IA para la producción de alimentos, que seguramente incorporarán plantas GM.

En la Tierra, la adopción de DT y la IA avanza a paso de tortuga, si es que avanza. Lo mismo ocurre con los GM. Los principales obstáculos para la adopción de IA y DT son, entre otros, las percepciones de los agricultores a pequeña escala, que piensan que no pueden acceder a estas herramientas debido al costo y la complejidad. Sin embargo, la mayoría de las nuevas herramientas de IA desarrolladas para la agricultura se han basado en el principio de parsimonia, facilidad de uso y bajo costo.

 

Transparencia y entendimiento de la inteligencia artificial y los gemelos digitales

Otro concepto erróneo relacionado con la propiedad y seguridad de los datos se basa en la percepción de que "los modelos y herramientas de IA desarrollados en mi granja beneficiarán a mis competidores". Dentro de los marcos de herramientas de IA, los datos podrían gestionarse como moneda a través de blockchain para garantizar transparencia y equidad en el uso de datos mediante libros electrónicos. Además, la teoría de juegos también se puede aplicar a las herramientas de IA, lo que aumenta el beneficio de todos los usuarios en lugar de los individuos, elevando el conjunto de la producción agrícola.

La IA y los DT a menudo han sido llamados "cajas negras" porque no entendemos cómo las máquinas manejan los pesos y sesgos dentro de los datos para dar sentido y producir modelos predictivos basados en la agricultura. Esto ya no es cierto, ya que ahora tenemos herramientas analíticas para entender el proceso dentro de la lógica de la máquina, que fue publicado recientemente en Science.

Tenemos herramientas de IA disponibles para mejorar la producción, calidad y sostenibilidad de los productos agrícolas para la Tierra y la exploración espacial. Comencemos a adoptar estas nuevas tecnologías de IA y enfrentemos el cambio climático.

Dr. Sigfredo Fuentes
Profesor Visitante Distinguido
en Agricultura Digital y Ciencias de la Alimentación
Escuela de Ingeniería y Ciencias, Tec de Monterrey


MiniBiografía:

El Dr. Sigfredo Fuentes es un Profesor Distinguido en la Facultad de Excelencia del Tecnológico de Monterrey, México, y Profesor Asociado en Agricultura Digital, Ciencias de los Alimentos y el Vino (DAFW) en la Escuela de Agricultura, Alimentos y Ciencias del Ecosistema (SAFES) en la Facultad de Ciencias, Universidad de Melbourne, Australia (QS Ranking #14, 2023). Es Investigador Principal en el Centro de Excelencia de Investigación de Australia - Plantas para el Espacio (CoE-P4S) otorgado por el Consejo de Investigación Australiano (2023-2030). Sus intereses científicos van desde el impacto del cambio climático en la agricultura, el desarrollo de nuevas herramientas computacionales utilizando aprendizaje automático e inteligencia artificial (IA) para aplicaciones en fisiología vegetal, alimentos, animales y ciencias del vino; nueva y emergente tecnología de sensores, teledetección proximal, de corto y largo alcance utilizando robots y UAV, y Agricultura 5.0 para la Tierra y el Espacio. El Dr. Fuentes ha publicado más de 250 artículos revisados por pares, 5 libros editados y 4 capítulos de libros en estas áreas de investigación.

 

1 Radhakrishnan, A.; Beaglehole, D.; Pandit, P.; Belkin, M. 2024. Mechanism for feature learning in neural networks and backpropagation-free machine learning models. Science, https://www.science.org/doi/10.1126/science.adi5639

2  https://tec.mx/es/profesores/eic/sigfredo-fuente

 


 

As climate change disrupts the intricate interplay between biological systems and their environment in nature and agricultural practices, the need to embrace new and emerging technologies becomes increasingly urgent. This urgency underscores the crucial role each of us plays in ensuring the sustainability of our agricultural practices. Efforts to enhance efficiency in agricultural processes have been ongoing for years, driven initially by higher yields and quality of agricultural produce. 

 

Revolutionizing Agriculture: The Advent of Digital Agriculture

For over a quarter of a century, we've been introduced to innovative technologies like Precision Agriculture (PA), which leverages emerging technologies such as sensor systems and remote sensing using platforms ranging from satellite, airborne, or uncrewed aerial/terrestrial systems (UAV / UTVs) to assess spatial and temporal variability of crops. However, the field has truly been revolutionized in the past decade with the arrival of Digital Agriculture (DA). DA has not only answered the question of what to do with the data collected by PA systems but has also introduced Artificial Intelligence (AI) as a necessary tool for data analysis and modeling using automated sensor system technologies.

Due to climate change, food security has become a critical issue since, according to FAO, by 2050, we need to produce twice the amount of food in half of the arable land to feed more than 10 billion people. Confronting this daunting scenario, PA and DA could be the only options, plus an agricultural mind outside the box. 

 

Contrasting Approaches for Space and Earth

Producing more nutritious food in reduced space and resources is the mindset of scientists researching food production outside Earth for long-term space missions, such as those planned to the moon by 2030 and Mars by 2040 by NASA through the Artemis program. Vertical farming implementing artificial intelligence (AI), Digital Twins (DT), and Genetically Modified (GM) plants will be the basis of these systems, which can also be implemented on Earth to meet growing productivity demands by 2050.

There is one critical difference between what will be done for space and what will be done for Earth using AI: adoption. Space exploration does not have an option but to adopt these new AI systems of food production, which will surely incorporate GM plants.

On Earth, the adoption of DT and AI happens at a snail's pace, if any. The same is true for GM. The main obstacles to AI and DT adoption are, among others, small-scale farmers’ perceptions, which think they cannot access these tools due to cost and complexity. However, most newly developed AI tools for agriculture have been based on the parsimony principle, user-friendliness, and low cost. 

 

Transparency and Understanding in AI and DT

Another misconception related to data ownership and security is based on the perception that “AI models and tools developed on my farm will benefit my competitors”. Within AI tool frameworks, data could be managed as currency through blockchain to secure transparency and fairness in data usage through electronic ledgers. Furthermore, game theory can also be applied to AI tools, which enhance the benefit of all users rather than individuals, lifting the entire agricultural production floor.

AI and DT have often been called “black boxes” because we do not understand how machines deal with weights and biases within the data to make sense and produce agriculturally based predictive models. This is not true anymore since we now have analytical tools to understand the process within the machine’s logic, which was recently published in Science.

We have AI tools available to improve the production, quality, and sustainability of agricultural products for Earth and space exploration. Let’s start adopting these new AI technologies and tackle climate change.

 

By: Distinguished Professor Sigfredo Fuentes

MiniBio:

Dr. Sigfredo Fuentes is a Distinguished Professor within the Faculty of Excellence, Tecnológico de Monterrey, Mexico, and an Associate Professor in Digital Agriculture, Food and Wine Sciences (DAFW) at the School of Agriculture, Food and Ecosystem Sciences (SAFES) in the Faculty of Science, University of Melbourne, Australia (QS Ranking #14, 2023). He’s a Chief Investigator in the Australian Research Council - awarded Centre of Excellence (2023-2030) in Plants for Space (CoE-P4S). His scientific interests range from climate change impacts on agriculture, development of new computational tools using machine learning and artificial intelligence (AI) for applications on plant physiology, food, animal, and wine sciences; new and emerging sensor technology, proximal, short, and long-range remote sensing using robots and UAVs, and Agriculture 5.0 for Earth and Space. Professor Fuentes has published over 250 peer-reviewed articles, 5 edited books, and 4 book chapters in these research areas.

 

1 Radhakrishnan, A.; Beaglehole, D.; Pandit, P.; Belkin, M. 2024. Mechanism for feature learning in neural networks and backpropagation-free machine learning models. Science, https://www.science.org/doi/10.1126/science.adi5639

2  https://tec.mx/en/our-faculty/eic/sigfredo-fuente

Recíbelo en tu correo

Enteráte de noticias, eventos y recomendaciones para vivir más de cerca la sostenibilidad.

Suscribirme

Vida sostenible

Cómo armar tu propio huerto y composta en casa

Cómo armar tu propio huerto y composta en casa

2022-03-02
Dra. Eloisa Heredia Escorza
Un huerto en casa es una actividad muy beneficiosa: generas un ahorro en el presupuesto familiar, mejoras la calidad de tu consumo de frutas y hortalizas favoreces los estilos de vida más sustentables y además se ha demostrado que mejora tu bienestar.
Emprendimientos locales sostenibles y tu huella ecológica

Emprendimientos locales sostenibles y tu huella ecológica

2022-05-17
María Enríquez
¡Vivir de manera sostenible puede parecer complicado! Básicamente implica hacer todo al revés de como la hacemos normalmente.
Hablemos del agua, de los alimentos y de nuestra huella hídrica

Hablemos del agua, de los alimentos y de nuestra huella hídrica

2022-06-15
Dra. Aída Gándara
La huella hídrica de un alimento es la cantidad total de agua que se requiere para su producción. Un dato alarmante es que casi el 70% de nuestro consumo diario de agua se emplea en nuestra alimentación. En este artículo conoce la huella hídrica de algunos alimentos y bebidas con lo que podrás realizar algunos cambios en tu dieta para una vida saludable y sostenible.
Haré composta en casa

Haré composta en casa

2022-07-13
Luis Miguel Arévalo Ahúja
¿Sabías que los residuos orgánicos que generamos todos los días en nuestras cocinas se pueden aprovechar y transformar en nutrientes para plantas, árboles, jardines e incluso huertos urbanos? En este artículo te decimos cómo hacer composta: un abono orgánico y natural, vasto en nutrientes para enriquecer tus plantas y áreas verdes.
De la ansiedad climática a la acción política

De la ansiedad climática a la acción política

2022-08-15
Mtro. Luis Gerardo Rojas Solorio
¿Cuál es tu nivel de ansiedad climática? Quizá participar en acciones colectivas ante la emergencia climática ayude no solo a mitigar tu malestar sino el del planeta. Mira estas propuestas...
Conviértete en un ‘follower’ para lograr la sostenibilidad

Conviértete en un ‘follower’ para lograr la sostenibilidad

2022-09-13
David Pérez Castillo
La sostenibilidad urge de más seguidores que influentes. Ven, te cuento por qué.
Separar los residuos de casa nos toca… y es más fácil de lo que crees

Separar los residuos de casa nos toca… y es más fácil de lo que crees

2022-10-12
Sheila Quintana
No solo nos toca, somos responsables de nuestros residuos.
El verdadero costo de los alimentos – Entendiendo el impacto al planeta

El verdadero costo de los alimentos – Entendiendo el impacto al planeta

2022-11-16
Samantha Lucero Garza Caballero
¿Existen otras formas de pensar la vida, de adoptar una nueva postura ética y filosófica frente a la emergencia climática?
Los borregos que se visten de verde en la Navidad

Los borregos que se visten de verde en la Navidad

2022-12-13
Mtro. Luis Miguel Arévalo Ahúja
¿Podemos disminuir el daño que hacemos al planeta con nuestro hiperconsumismo navideño?
Límites Planetarios: ¿hasta dónde llegaremos?

Límites Planetarios: ¿hasta dónde llegaremos?

2023-01-17
Jessica Alicia Villarreal Garza
Así como la abundancia fue la condición que definió el siglo XX, la escasez está llamada a definir el XXI.
Frente a la degradación de los bosques consume madera legal

Frente a la degradación de los bosques consume madera legal

2023-02-16
Dania Cabrera Palma
Ese librero tan bonito que tienes, tu tabla para picar la fruta, esas sillas o mesa en tu comedor que están fabricadas con madera, podrían provenir de madera talada de forma ilegal.
La crisis climática amenaza a las niñas y mujeres

La crisis climática amenaza a las niñas y mujeres

2023-03-16
Yamileth Luna Torres
Las desigualdades e injusticias actuales hacia las mujeres se agravan aún más cuando se habla de cambio climático.
No todo lo que brilla verde es

No todo lo que brilla verde es "Verde": cómo detectar y confrontar el Greenwashing

2023-04-13
Luis Gerardo Rojas Solorio
¿Consumes productos con una supuesta intención ecológica?
Digital, equitativo y verde: cómo la tecnología promete un mundo más sustentable

Digital, equitativo y verde: cómo la tecnología promete un mundo más sustentable

2023-05-16
Giovanna Romero Contreras
La fusión de lo real y lo digital... Las bases de un nuevo escenario para una toma de decisiones sustentada en datos.
Los plásticos y nuestro consumo responsable

Los plásticos y nuestro consumo responsable

2023-06-15
Luis Miguel Arévalo Ahúja
Plásticos... ¿Compostables o biodegradables? Comprometernos ambientalmente es mucho más que rechazar el popote y llevar bolsa ecológica al supermercado.
El valor oculto en los desechos: la riqueza de los residuos agroindustriales en México, una oportunidad sostenible

El valor oculto en los desechos: la riqueza de los residuos agroindustriales en México, una oportunidad sostenible

2023-07-14
Dra. Danay Carrillo Nieves
¿Qué pasaría si cambiamos nuestra perspectiva y vemos los residuos agroindustriales como una fuente valiosa y renovable de recursos?
Los alimentos desperdiciados TAMBIÉN generan emisiones CO2

Los alimentos desperdiciados TAMBIÉN generan emisiones CO2

2023-08-18
Arq. Sheila Quintana
Cada año, una cantidad significativa de alimentos se desperdicia en todo el mundo desde su siembra hasta que llega a la mesa del consumidor.
A re-forestar pronto, que tenemos prisa

A re-forestar pronto, que tenemos prisa

2023-09-18
Mtro. Luis Miguel Arévalo Ahúja
¿Acción climática? Además de revisar tus hábitos de consumo y modificarlos, ¿qué más puedes hacer?
Cuál es el impacto de nuestras compras de electrónicos al planeta y qué podemos hacer al respecto

Cuál es el impacto de nuestras compras de electrónicos al planeta y qué podemos hacer al respecto

2023-10-23
Kitzia Rodríguez S.
Actualmente cada vez son más las personas que compran aparatos eléctricos o electrónicos en el mundo, la mayoría por internet.
¿SABES DE QUÉ TIPO Y TAMAÑO ES TU HUELLA ECOLÓGICA? Huella ecológica: optimismo ante la catástrofe climática

¿SABES DE QUÉ TIPO Y TAMAÑO ES TU HUELLA ECOLÓGICA? Huella ecológica: optimismo ante la catástrofe climática

2023-11-16
Dra. Karina Griselda Ocaña
El cambio climático es un fenómeno a escala mundial, que representa una de las principales preocupaciones de las sociedades y gobiernos en el planeta.
Envuelve tu Amor con Sostenibilidad: hacia una Navidad más Ecológica

Envuelve tu Amor con Sostenibilidad: hacia una Navidad más Ecológica

2023-12-08
Mtro. Luis Gerardo Rojas Solorio
Las festividades navideñas están llenas de amor y felicidad, parte de ello está en los regalos que nos otorgamos y las fiestas que nos reúnen en amistad y familia.
Nuevo año, nuevos hábitos y nueva oportunidad de cuidar más nuestro planeta

Nuevo año, nuevos hábitos y nueva oportunidad de cuidar más nuestro planeta

2024-01-19
Mtra. Kitzia Rodríguez Salgado
¿Cuántos de tus propósitos están enfocados para que tus acciones te hagan una persona con prácticas más sostenibles?
Amor al planeta: conectando a través de alimentación consciente

Amor al planeta: conectando a través de alimentación consciente

2024-02-16
Mtro. Jorge Alberto Mosqueda Benavides
¿Alimentarnos sin desnutrir al Planeta?
Familias en Resiliencia: Reflexiones de los Dueñas y Solorio para Desafiar la Crisis Climática desde la Perspectiva de Género

Familias en Resiliencia: Reflexiones de los Dueñas y Solorio para Desafiar la Crisis Climática desde la Perspectiva de Género

2024-03-15
Mtro. Luis Gerardo Rojas Solorio
Mi nombre es Luis Rojas Solorio, hijo de una mujer que de niña vivió los impactos de la crisis climática en un pueblito llamado Ticuitaco, Michoacán.
Microplásticos en el medio ambiente y... ¿en nuestro cuerpo?

Microplásticos en el medio ambiente y... ¿en nuestro cuerpo?

2024-04-16
Ing. Paola Gutiérrez, Mtra. Diana Peláez
La industria de los plásticos ha generado una de las crisis ambientales más graves de nuestros tiempos, ya que, además de dañar al medio ambiente y contribuir al cambio climático, afectan la salud de toda la población.
Si hablamos de sostenibilidad, es imprescindible hablar de justicia social

Si hablamos de sostenibilidad, es imprescindible hablar de justicia social

2024-05-16
Estudiante Yamileth Luna Torres
Últimamente, me ha rondado el pensamiento de cómo culpamos a otros por no adoptar estilos de vida "eco-friendly".
Conociendo mi territorio

Conociendo mi territorio

2024-06-19
Exatec, Andrea Villarreal Rodríguez
A menudo, el caos de la vida urbana nos lleva a olvidar que la riqueza natural es un bien común que debemos proteger colectivamente y no meramente un recurso a explotar por las grandes industrias.
6 acciones por nuestro café de cada mañana

6 acciones por nuestro café de cada mañana

2024-07-18
Mtro. Marco Antonio Ramírez Mercado
Una taza de café contiene tantas posibilidades de mejorar nuestro día como una botella de tinta de escribir poesía, pensó Rubén Darío en uno de sus diarios.
Cambiando el foco: hacia una vida sostenible con reencuadre

Cambiando el foco: hacia una vida sostenible con reencuadre

2024-08-20
Mtro. Luis Gerardo Rojas Solorio
El lunes 5 de agosto, con el inicio del semestre, preparé mi mochila para enfrentar el nuevo periodo académico. Me aseguré de no olvidar mi termo para evitar el uso de botellas de plástico.
Las redes sociales y su impacto en el cambio climático

Las redes sociales y su impacto en el cambio climático

2024-09-19
Dolores Fernanda Pérez Torres
¿Te has puesto a pensar la relación que tienen las redes sociales en el impacto del medio ambiente y por consiguiente en el cambio climático?
El impacto silencioso: ¿Cómo contamina el agua que usamos?

El impacto silencioso: ¿Cómo contamina el agua que usamos?

2024-10-21
Mtro. Jorge Luis Valle Verduzco
Hoy nos enfrentamos a diversos retos ambientales y a una crisis del agua que requieren nuestra atención inmediata.
Relaciones ancestrales para las crisis de la modernidad

Relaciones ancestrales para las crisis de la modernidad

2024-11-21
Jorge Zenil
Hoy en día es difícil no sentirse abrumado por las crisis económicas, sociales, políticas, ambientales y emocionales que afectan al mundo a nivel global.
Infancias y juventudes en la COP de cambio climático: ¿Qué podemos hacer para fortalecer su participación?

Infancias y juventudes en la COP de cambio climático: ¿Qué podemos hacer para fortalecer su participación?

2024-12-06
Valeria Soto
El pasado mes de noviembre se llevó a cabo  la 29° Conferencia de las Partes (COP) de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático (CMNUCC).
5 hábitos para cuidar tu salud y al medio ambiente en 2025

5 hábitos para cuidar tu salud y al medio ambiente en 2025

2025-01-21
Javier Eduardo Martínez Giorgetti
El año nuevo trae consigo la idea de nuevos comienzos, lo que lleva a muchos a crear propósitos para mejorar en distintos bloques de sus vidas.
¡Detectives de la Sostenibilidad! Mapea tus Alternativas para un Planeta Mejor

¡Detectives de la Sostenibilidad! Mapea tus Alternativas para un Planeta Mejor

2025-02-19
Dr. David Pérez Castillo
En un mundo donde la crisis climática y las injusticias sociales exigen acción inmediata, adoptar un estilo de vida sostenible es más necesario que nunca.
Más allá del 8M: Cómo la equidad de género impulsa la sostenibilidad

Más allá del 8M: Cómo la equidad de género impulsa la sostenibilidad

2025-03-19
Rebecca Melchor Varela
Cada 8 de marzo, el Día Internacional de la Mujer nos invita a reflexionar sobre el papel de las mujeres en la sociedad, sus luchas, logros y retos.
Colaboración entre disciplinas para enfrentar la crisis climática

Colaboración entre disciplinas para enfrentar la crisis climática

2025-04-21
Sandra Reyes
La crisis climática es una de las problemáticas más complejas a las que la humanidad se ha enfrentado.

Av. Eugenio Garza Sada 2501 Sur Col. Tecnológico C.P. 64849 | Monterrey, Nuevo León, México | Tel. +52 (81) 8358-2000 D.R.© Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, México.

Aviso legal | Políticas de privacidad | Aviso de privacidad