Detección automática, clasificación y reconocimiento de escorpiones mediante técnicas de Aprendizaje Profundo

Abstract

La detección e identificación temprana de los escorpiones es esencial debido a la peligrosidad de estos arácnidos que ponen en riesgo la salud de la población, en particular, de los sectores más vulnerables al veneno de un escorpión, como son las personas hipertensas, cardíacas o diabéticas, pero también los niños y los ancianos. A su vez, la detección y clasificación de escorpiones puede ser útil con fines de investigación biológica para estudiar las diferentes variedades de géneros y especies. En este trabajo, con el propósito de brindar herramientas de prevención alternativas, se desarrollaron novedosos sistemas automáticos y en tiempo real para detectar y clasificar escorpiones, utilizando heurísticas de visión artificial y Aprendizaje Profundo, basados en las características de la forma y la propiedad de fluorescencia de los escorpiones cuando son expuesto a luz ultravioleta. En particular, se han investigado las tres especies de escorpiones que se encuentran en la ciudad de La Plata: Bothriurus bonariensis (sin importancia sanitaria), Tityus carrilloi y Tityus confluens (ambas de importancia sanitaria). Durante este trabajo se llevaron a cabo comparaciones entre diferentes modelos basados en Aprendizaje Profundo utilizados para detectar e identificar escorpiones, ya sea por género peligroso o no peligroso, como para determinar su especie dentro de un mismo género. Los resultados satisfactorios obtenidos indican que los sistemas desarrollados pueden, de forma temprana, precisa, no invasiva y segura, detectar y clasificar escorpiones, incluso dentro de un ambiente no controlado, es decir, cuando el escorpión se encuentra cerca de otros objetos que podrían dificultar su detección. Los sistemas de detección y clasificación desarrollados en este trabajo se implementaron como una aplicación móvil, con la ventaja de la portabilidad y la facilidad de acceso a la población, que puede ser utilizada como una herramienta de prevención eficaz para minimizar las picaduras de escorpiones y ayudar a reducir el daño que pueden ocasionar a las poblaciones expuestas a estos arácnidos. Además, estos sistemas son fácilmente escalables a otros géneros y especies de escorpiones para ampliar la región donde se puedan utilizar estas aplicaciones.