El Ayuntamiento de Pamplona y Tracasa Instrumental colaborarán en proyectos piloto en el ámbito de las ciudades inteligentes

Ambas entidades firman un convenio para conocer las posibilidades que puede ofrecer la utilización de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) en el desarrollo de mejoras y soluciones inteligentes. Los proyectos que se realicen en el marco de esta colaboración formarán parte del Proyecto Navarra SMART, encargado por el Gobierno de Navarra a la empresa pública dentro de la Estrategia de Especialización Inteligente (RIS3).

El convenio de colaboración, firmado por Ana Elizalde Urmeneta, concejala de Gobierno Estratégico, Comercio y Turismo del Ayuntamiento de Pamplona, y Mar González Paredes, directora gerente de Tracasa Instrumental, contempla el análisis de todas las posibilidades que puedan brindar los proyectos piloto que se desarrollen y las tecnologías que se utilicen, de cara a valorar su uso, mediante soluciones inteligentes, en el ámbito de las entidades locales.

Responsabilidades y funciones

El convenio, de duración anual y prorrogable previo acuerdo entre ambas partes, concreta que Tracasa Instrumental actuará como coordinador de los proyectos piloto. En este sentido, la empresa pública será la entidad responsable de los trabajos de instalación y configuración de los componentes tecnológicos que sean necesarios, así como de las pruebas a realizar con dichos componentes para valorar su adecuación como potencial solución en el ámbito del Proyecto Navarra SMART.

Por su parte, el Ayuntamiento de Pamplona participará, como administración pública implicada en el desarrollo de soluciones inteligentes en el ámbito de su territorio, en aquellos proyectos pilotos que puedan ser de su interés. En particular, en iniciativas que, mediante el empleo de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC), puedan aportar mejoras en ámbitos como el desarrollo sostenible (en materia social, medioambiental y económica); la planificación territorial y la gestión de entornos urbanos; la mejora de la calidad de vida de los ciudadanos y la seguridad; la puesta en valor de datos abiertos; y la accesibilidad, la transparencia y la participación.

En este sentido, tal y como recoge el convenio, en los proyectos piloto en los que participe el Ayuntamiento de Pamplona, el consistorio proporcionará los medios materiales, técnicos y datos relevantes que sean necesarios. De la misma forma, el Ayuntamiento de Pamplona actuará como usuario potencial de las soluciones a testar, con acceso a los resultados de los proyectos piloto y, en particular, a los datos recogidos en su ámbito de influencia, trasladando a Tracasa Instrumental sugerencias de mejora e ideas para la puesta en valor de este tipo de soluciones en la administración pública.

SENX4: A LA VANGUARDIA EN SUPERRESOLUCIÓN

¿QUÉ OFRECE SENX4?

Cuando se trata de extraer información de imágenes procedentes de sensores multiespectrales desplegados en satélites, la resolución espacial de éstas es uno de los principales factores que determinará sus posibles usos. La constelación de satélites Sentinel-2 de la ESA pone a disposición de la comunidad científica imágenes multiespectrales cada cinco días y de manera abierta. Uno de los inconvenientes de estas imágenes radica en su resolución espacial (10 metros por pixel), limitando en muchos casos sus posibles aplicaciones.

Existen numerosas metodologías para aumentar la resolución espacial de imágenes. Algunos enfoques se centran en mejorar las 13 bandas del satélite llevándolas todas a 10 metros apoyándose en las bandas de máxima resolución. Otros intentos generan modelos con factores de escalado 2X y 4X a partir de las 13 bandas, aventurándose a pensar que es posible seguir aplicando este factor para llevar las bandas de 10 metros a 2,5 metros. Pero en ningún caso hasta la fecha se ha creado un modelo que pueda llevar las bandas de 10 metros a 2,5 metros reales.

En Tracasa hemos querido llegar mucho más allá, y con nuestro modelo SENX4 conseguimos mejorar la resolución de las bandas RGB y NIR pasando de los 10 metros a los 2,5 metros, consiguiendo un factor de 4X.

¿CÓMO LO HEMOS CONSEGUIDO?

Hasta ahora, para conseguir aumentar la resolución se utilizaban técnicas tradicionales de interpolación y remuestreo, tales como interpolación lineal, bilineal, cúbica y bicúbica. En nuestro caso, para aumentar la resolución en un factor de 4X, hemos aplicado técnicas de deep learning  y mediante redes neuronales convolucionales de vanguardia conseguimos aumentar la resolución de las imágenes sin inclusión de patrones y mejorando sustancialmente los métodos tradicionales.

En ningún momento hemos realizado posprocesos de la imagen aplicando sharpening o ajustes de color, lo que evita generar imágenes excesivamente sintéticas y alejadas de la realidad del sensor. Nuestro modelo sólo utiliza inteligencia artificial para aprender los patrones de los datos y conseguir una imagen lo más real posible.

 

VALORANDO LA MEJORA CONSEGUIDA

Para interpretar los resultados hemos empleado un sistema de medición ampliamente utilizado en el análisis de imágenes, como es la combinación del PSNR y del SSIM. Estas medidas son indicadores de calidad de los resultados en función de una imagen objetivo a alcanzar. A mayor valor en la métrica mejor se ajustará la imagen al resultado real óptimo. Partiendo de bicubic como línea base a mejorar dentro de los modelos tradicionales de interpolación, hemos conseguido una mejora sustancial en las métricas que se traduce en una imagen más definida, clara y ajustada a la realidad.

 

EJEMPLOS

 

CASOS DE USO

Segmentación semántica: vías y edificios

Con la nueva imagen SENX4 de 2,5 metros somos capaces de obtener una segmentación semántica multiclase mucho más precisa y ajustada. Mejoramos las métricas de segmentación conseguidas con los datos de Sentinel 2A a 10 metros.

Algoritmos de Clustering

Con la resolución de SEN4X conseguimos optimizar los resultados obtenidos a través de algoritmos de clustering. Aportamos una mayor precisión en la frontera espacial de los clusters y en la media representativa de los mismos.

Tracasa Instrumental desarrolla 16 proyectos relacionados con la inteligencia artificial

11 de ellos se han puesto en marcha en el último año, cuando la empresa pública del Gobierno de Navarra ha reforzado su apuesta estratégica en esta materia

 

Segmentación semántica de nube de puntos LiDAR de la calle Monjardín, en Pamplona.

 

Tracasa Instrumental ha desarrollado, desde 2017, 16 proyectos relacionados con la inteligencia artificial, 11 de ellos en el último año, periodo en el que la empresa ha reforzado especialmente su apuesta estratégica en esta materia. Tracasa Instrumental, empresa pública del Gobierno de Navarra adscrita al Departamento de Universidad, Innovación y Transformación Digital, constituido en 2019, ha puesto en marcha estos proyectos en áreas temáticas como el tratamiento de información geoespacial, la digitalización del territorio y las ciencias de la tierra, entre otras.

Tracasa Instrumental, que tiene entre sus principales campos de actuación los sistemas de información geográfica, los servicios cartográficos y de gestión territorial, los servicios de gestión de deudas y las soluciones tecnológicas para la modernización de la administración, pertenece desde 2019 al Mapa de capacidades de tecnologías en IA en España y ha incorporado recientemente sus servicios al Polo de Innovación Digital impulsado por el Gobierno de Navarra.

“El compromiso con la innovación forma parte del ADN de Tracasa Instrumental. En este sentido, y gracias en buena parte a la apuesta realizada en el último año, la inteligencia artificial es hoy en día uno de los ejes principales en los que se apoyan las líneas de investigación y desarrollo tecnológico de la empresa”, expone Mar González Paredes, directora gerente de Tracasa Instrumental desde el pasado mes de enero, que concreta que, “dentro de los proyectos relacionados con la IA, se está trabajando en tecnologías habilitadoras muy prometedoras, como reconocimiento, clasificación y segmentación de objetos en imágenes multiespectrales y en nubes de puntos LiDAR, a través de redes neuronales (Deep learning, aprendizaje profundo, en español); procesamiento y analítica de series temporales (Internet de las cosas); teoría de grafos y ciencias de la computación”.

Tracasa Instrumental, que trabaja en muchos de los proyectos con la colaboración de Tracasa, empresa pública del Gobierno de Navarra, posee un equipo de trabajo permanente en materia de I+D+I (formado por siete personas con una larga experiencia en ciencias de datos e inteligencia artificial) y tiene una colaboración directa con un grupo de más de diez profesionales de producción avanzada.

“Contamos, además, con una infraestructura que se va adaptando a las necesidades de los equipos y los proyectos, como los clústeres de computación gráfica y de alto rendimiento distribuido (HPC-HTC). Esta plataforma científica híbrida (OnPremise – OnCloud) permite tener la elasticidad necesaria para llevar a cabo pruebas de concepto, casos de uso y proyectos de investigación y desarrollo”, concreta González.

Toda esta labor ha tenido su repercusión en el ámbito científico y académico. De esta forma, en los últimos años se han publicado dos papers académicos sobre IA, titulados Superresolution for Sentinel-2 images y Learning Superresolution for Sentinel-2 Images with real ground truth data from a reference Satellite. Ambos se han presentado con éxito en diferentes congresos internacionales (Photogrammetric Image Analysis 2019, Munich Remote Sensing Symposium 2019 e International Society for Photogrammetry and Remote Sensing 2020) y han sido publicados por organizaciones y revistas de reconocimiento mundial en el ámbito de la teledetección, como ISPRS y Remote Sensing.

Colaboración con otras entidades

Tracasa Instrumental fundamenta su apuesta por la inteligencia artificial en un modelo de innovación abierto, con una permanente colaboración con agentes internos y externos. De este modo, la empresa trabaja con equipos de producción avanzada, universidades, centros de investigación y empresas, tanto públicas como privadas. Actualmente, hay tres relaciones de colaboración principales: con la Universidad Pública de Navarra, Navarrabiomed y NAITEC.

Con la UPNA existe una colaboración fluida en materia de personal, generación de conocimiento e incorporación de profesionales al entorno de la inteligencia artificial. De esta forma, Tracasa Instrumental ha contratado, por tercer año consecutivo, a un doctor del departamento de Automática y Computación de la universidad, dentro del Grupo de Investigación de Inteligencia Artificial y Razonamiento Aproximado (GIARA), y ha incorporado, por vez primera, a un doctorando industrial, para el periodo 2020-2023.

Además, Tracasa Instrumental ha colaborado en los tres últimos años con las prácticas de 14 alumnos de Ingeniería Informática y de la Escuela Superior de Ingenieros Agrónomos (más de 5.000 horas de prácticas en total); y ha participado en el máster en Informática a través de su programa dual, con siete alumnos que han completado en los últimos tres años más de 18.000 horas de trabajo en el equipo de I+D de la empresa.

Por su parte, la colaboración con Navarrabiomed, el centro de investigación biomédica del Gobierno de Navarra, se centra en el desarrollo del proyecto estratégico Nagencol, en el que también está presente Nasertic, y que tiene por objetivo facilitar la criba de pacientes con indicio de hipercolesterolemia para la realización de un estudio genómico exhaustivo a través de inteligencia artificial.

Por último, a través de su colaboración con NAITEC, el centro tecnológico especializado en automoción y mecatrónica de Navarra, Tracasa Instrumental está participando, junto a diversas empresas del sector de la movilidad en Navarra, en mesas de trabajo y proyectos estratégicos liderados por el Departamento de Desarrollo Económico y Empresarial del Gobierno de Navarra, en los que la empresa está aportando sus capacidades en digitalización del territorio e inteligencia artificial.

Presencia en el Polo de Innovación Digital

Además, Tracasa Instrumental ha incorporado recientemente sus servicios al Polo de Innovación Digital, impulsado por el Gobierno de Navarra para fomentar, a través de la I+D+I, la generación, la valoración y la aplicación del conocimiento científico y tecnológico que permitan desarrollar la transformación digital de las empresas navarras.

En este sentido, Tracasa Instrumental ha aportado a la plataforma virtual del Polo de Innovación Digital (IRIS) sus servicios más innovadores, principalmente dentro de las líneas temáticas de ciencia de datos e inteligencia artificial. Entre ellos destacan los servicios de digitalización del territorio y generación de modelos especializados en el ámbito de la movilidad y la cartografía inteligente; el procesamiento de información geoespacial, ciencias de la computación y Big Data; y el desarrollo de modelos de IA en el reconocimiento, clasificación y segmentación 2D y 3D.

Captura LiDAR sobre modelo de relieve de la zona ubicada entre las calles Monjardín y Tajonar, en Pamplona.

 

 

Tracasa Instrumental incorpora sus servicios a la plataforma virtual del Polo de Innovación Digital

Bajo la denominación de IRIS y actualmente en fase piloto, aspira a convertirse en la referencia para las entidades navarras interesadas en la transformación digital y a aglutinar el liderazgo científico en Navarra.

 

Página principal de la plataforma virtual IRIS.

 

Tracasa Instrumental ha incorporado recientemente a la plataforma virtual IRIS sus servicios más innovadores, principalmente dentro de las líneas temáticas de ciencia de datos e inteligencia artificial:

  • 2D-3D. Reconocimiento de objetos
  • 2D-3D. Segmentación de objetos
  • Ingeniería de características
  • Modelos de clasificación y clustering
  • Machine Learning – Deep Learning – Generative Adversarial Networks (GAN)
  • Series temporales y analítica de secuencias de datos
  • Teoría de grafos y Graph Database

Estas líneas temáticas están enmarcadas en las áreas de negocio que mayor avance digital han tenido en los últimos años, en las que el desarrollo tecnológico está permitiendo ver un futuro prometedor: el tratamiento de información geoespacial, la digitalización del territorio, las ciencias de la tierra (GeoScience), las plataformas Smart, Digital Twins e IoT, las ciencias de la computación (HPC, HTC, GPU) y los sistemas de información alfanumérica y gráfica.

En este sentido, IRIS recoge las actividades y tecnologías que los agentes del sistema navarro de I+D+i (SINAI) y otras entidades que están promoviendo la transformación digital de Navarra ofrecen a empresas y administraciones. De esta forma, IRIS aspira a convertirse en la referencia a la que cualquier entidad navarra acuda para abordar el camino de su transformación digital y el espacio de colaboración entre los agentes implicados en este cambio.

Presentación

La plataforma virtual fue presentada el 22 de junio, en una fase piloto, por el consejero de Desarrollo Económico y Empresarial del Gobierno de Navarra, Manu Ayerdi, y por el consejero de Universidad, Innovación y Transformación Digital del Gobierno de Navarra, Juan Cruz Cigudosa. En la presentación, los dos consejeros estuvieron acompañados por Paula Noya, directora de Cooperación Tecnológica y Excelencia de ADItech, la entidad coordinadora durante la fase piloto.

IRIS forma parte de la hoja de ruta establecida para el desarrollo del Polo de Innovación Digital en el marco de la Comisión Intedepartamental presidida por el Consejero de Desarrollo Económico y Empresarial, e integrada por los consejeros de Universidad, Innovación y Transformación Digital; de Ordenación del Territorio, Vivienda, Paisaje y Proyectos estratégicos; y de Relaciones Ciudadanas y Acción Exterior.

El Polo de Innovación Digital, además de la plataforma virtual IRIS, incluye el desarrollo de un espacio físico en el que convivirán infraestructuras ya existentes junto con nuevas infraestructuras estratégicas. El Polo de Innovación Digital potenciará las fortalezas de Navarra y el talento diferencial existente y reconocido internacionalmente, y desarrollará tecnologías que se revelen esenciales en la transformación digital. En este sentido, apuesta por la inteligencia artificial, la supercomputación y la ciberseguridad, así como por tecnologías en el ámbito de la automatización y la robótica.

Desde una perspectiva innovadora, IRIS presenta una serie de características que apoyan la transformación digital de una forma integral. Por un lado, cuenta con la implicación de entidades comprometidas con la transformación digital de la industria, como NASERTIC, UPNA, Naitec, AIN, SODENA, CEIN, Tracasa, Tracasa Instrumental, el Colegio de Ingenieros Industriales, el Colegio de Ingenieros Técnicos Industriales, ANAIT, clústeres, la Cámara de Comercio y Dinabide, y por otro lado, está abierta a la participación de cualquier empresa que se quiera involucrar en la plataforma, tanto para aportar equipamiento o servicios como para solicitarlos y acceder a ellos.

De la misma forma, también abarca todos los aspectos que pueden estar involucrados en la transformación digital: formación, consultoría, transferencia de I+D+i, validación experimental de nuevas tecnologías, networking y apoyo e impulso del emprendimiento. Además, incorpora actuaciones ya desarrolladas con anterioridad, como el observatorio IN4.0, y estará en contacto con otras iniciativas a nivel europeo que complementen y refuercen la oferta de colaboración existente en IRIS.

Polo de Innovación Digital

Navarra quiere competir en el ámbito europeo en la candidatura para pasar a integrar la Red Europea de Polos de Innovación Digital. A la espera de la correspondiente convocatoria europea al efecto, la administración foral, conjuntamente con el resto de entidades participantes en el Polo, avanza en el proyecto con esta experiencia piloto consistente en la creación de un espacio virtual de acceso en un entorno colaborativo a una serie de tecnologías y servicios de valor añadido vinculados a las citadas tecnologías, propiciando un cambio de cultura, la transferencia del conocimiento, sinergias y cooperación entre entidades.

Fuentes: Gobierno de Navarra y Tracasa Instrumental.

 

La API SITNA, disponible en el Centro de Transferencia de Tecnología

Ejemplo de imagen en 3D del visualizador de la Infraestructura de Datos Espaciales de Navarra (IDENA), desarrollado mediante la API SITNA.

 

La API SITNA del Gobierno de Navarra, una herramienta de desarrollo de código abierto creada por Tracasa Instrumental para representar información georreferenciada de manera sencilla, ya está disponible desde el pasado mes de mayo en la oferta de soluciones de software libre del Centro de Transferencia de Tecnología (CTT) del Gobierno de España.

Esta herramienta permite incluir en páginas y aplicaciones web visores de mapas interactivos, y puede ser utilizada, gracias a su código abierto, por cualquier usuario o entidad en los contenidos de sus páginas web. En este sentido, la API SITNA ya está siendo empleada, por ejemplo, por el Consell Insular de Menorca dentro de su IDE Menorca, la infraestructura que aglutina los datos espaciales de la isla.

La API SITNA, desarrollada por el departamento de Sistemas de Información Territorial de Tracasa Instrumental desde el año 2014, es una API JavaScript que ofrece múltiples capacidades a sus usuarios, entre ellas, las funciones habituales de navegación de los visores de mapas, las búsquedas de entidades concretas o la creación de marcadores puntuales con información asociada. En este sentido, la API SITNA está diseñada para que desarrolladores sin grandes conocimientos en Sistemas de Información Geográfica (SIG) puedan utilizarla, con relativa facilidad, en el diseño de portales y páginas web.

Dentro de la Comunidad Foral de Navarra, la API SITNA ha sido empleada para desarrollar el visualizador de la Infraestructura de Datos Espaciales de Navarra (IDENA) y numerosos visores geográficos temáticos (toponimia, memoria histórica, direcciones, entre otras) del Gobierno de Navarra. Además, se ha utilizado también en el Sistema de Información Geográfica del Ayuntamiento de Pamplona (IRUSKAN, en sus visualizadores Ciudad y Comercio) y en el visualizador de eventos en vía pública desarrollado por Animsa.

Por su parte, el Centro de Transferencia de Tecnología es un portal para la difusión y la reutilización de soluciones técnicas (servicios, desarrollos, infraestructuras, normativa…) de interés para el desarrollo de la administración electrónica. Así, el CTT mantiene abierto un directorio general de aplicaciones y soluciones, con el objetivo de favorecer su uso dentro de las Administraciones Públicas.