Los perros han trascendido su papel de mascotas y se han convertido en aliados fundamentales en diversas áreas. Su capacidad para entender y responder a las señales humanas ha sorprendido, no sólo a personas que disfrutan de su compañía, sino también a expertos de diferentes disciplinas. En situaciones de emergencia, los perros de rescate demuestran su valía con su agudo sentido del olfato y destreza física, salvando vidas en desastres naturales. Además, los perros de asistencia brindan apoyo emocional y físico a personas con discapacidades, mejorando su calidad de vida. Estas habilidades han destacado la necesidad de investigaciones interdisciplinarias para comprender la comunicación humano-animal. La colaboración entre expertos de diferentes campos es esencial para desentrañar los mecanismos de esta comunicación única. A través de estas investigaciones, se espera aprovechar y potenciar la relación simbiótica entre humanos y perros.

Por lo anterior, el doctor Humberto Pérez Espinosa, investigador de la Unidad de Transferencia Tecnológica Tepic del Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE-UT3) en colaboración con científicos de las universidades autónomas de Tlaxcala y Yucatán, el Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica (INAOE) y miembros del Programa de Manejadores de Perros de Búsqueda y Rescate de la Universidad Nacional Autónoma de México han conjuntado esfuerzos para llevar a cabo el proyecto denominado Desarrollo de métodos computacionales basados en el reconocimiento de patrones en vocalizaciones, movimientos y posturas para el análisis y diagnóstico del comportamiento de los perros de búsqueda y asistencia.

Dicho proyecto financiado por la convocatoria Ciencia de Frontera del CONAHCYT tiene como objetivo llevar a cabo una investigación de las características vocales y corporales expresadas en los diferentes estados físicos y emocionales de los perros para generar modelos que interpreten su comportamiento y, de esta manera, producir información útil para la toma de decisiones de dueños, cuidadores, veterinarios, entrenadores y personas con discapacidad que conviven y trabajan con ellos.

¿Cómo nace la idea de “queremos saber qué es lo que dicen los perros”?, sean domésticos, entrenados o de asistencia

R: Nace de un proyecto vinculado con una empresa, ellos querían generar un producto que hiciera eso precisamente, capturar las vocalizaciones y que éste hiciera una traducción y dijera “el perro dijo esto y además con tal emoción”. Exploramos la idea, pero la vimos muy alejada para el tiempo que teníamos, así que optamos por una meta alcanzable a corto plazo.

Decidimos enfocarnos en las diferentes señales comunicativas de los perros y clasificarlas. Primero las vocalizaciones, y después factores de su comportamiento como el movimiento de la cola, mostrar los colmillos y expresiones faciales, por mencionar algunos.

¿De qué forma se clasifican estas señales para el proyecto que desarrollan y cómo se trabaja?

R: Se hace a través de un enfoque multimodal, es decir, colectamos información tanto de sus vocalizaciones como de sus movimientos y cambios fisiológicos con sensores inerciales, de termografía, frecuencia cardiaca y video.

Primero clasificamos diferentes tipos de vocalizaciones que respondían a distintos estímulos positivos y negativos: alarma, urgencia, agresividad, excitación, etc. A partir de esa información construimos algoritmos y modelos computacionales que identifican patrones en el audio y, posteriormente, pueden estimar diferentes aspectos del perro como su personalidad, emociones y otras características que se consideren relevantes en las tareas de perros de búsqueda y rescate; específicamente, el modelo que construimos busca apoyar en el proceso de selección, darle seguimiento a su entrenamiento y también durante las labores de operación, por ejemplo, cuando hay un desastre. Por último, ya puesto a prueba se generará un dispositivo, que permita tener mayor contacto con el perro, mejor comunicación y monitorización de su estado.

Una vez que se haya llegado a la conclusión del proyecto y exista este dispositivo ¿su uso sería exclusivo de los perros de búsqueda y rescate o para cualquier perro? A su vez, ¿podríamos hablar de un lenguaje de vocalización perruno universal?

R: En primera instancia lo podrían utilizar los perros cuyo entrenamiento lo permita, pues hay estándares para perros que desarrollan actividades específicas, por ejemplo, la International Rescue Dog Organisation ya tiene bien descritos los aspectos que los perros deben cumplir; básicamente son rasgos de obediencia, sociabilidad, atención o concentración, que son características deseables para perros que se dediquen a esa tarea.

Por otro lado, creemos que las vocalizaciones puedan ser universales, hay una base de datos muy usada en esta área que recolectaron investigadores húngaros de una raza de perro llamada Mudi y hemos hecho algunos experimentos cruzados con esa información, uniendo sus datos con los nuestros y no hemos notado diferencias entre lo que expresan a partir de sus vocalizaciones en determinados contextos y lo que nosotros encontramos con los perros en México. Pero no hemos hecho un estudio detallado para afirmar con certeza ese tipo de conclusiones y tampoco la literatura lo reporta. Hoy se asume que ese tipo de expresiones y comportamientos es algo universal, sin embargo, estudiar las diferencias en perros de diferentes culturas o países es una pregunta interesante.

¿Cómo se utilizan las matemáticas y la programación de algoritmos para hacer más eficiente la clasificación de la comunicación del perro?

R: Nosotros trabajamos con técnicas computacionales, principalmente en el área de lo que se llama aprendizaje máquina, en ella hay una subárea que se llama aprendizaje supervisado.

Se trata de alimentar a una computadora con ejemplos, hablando de las vocalizaciones, primero se categorizan mediante distintos criterios, por ejemplo, vocalizaciones agresivas, de ansiedad o durante el juego; después las grabaciones de audio entran en un proceso para limpiar la señal, normalizarla, caracterizarla, esto quiere decir obtener descriptores de la frecuencia o de la altitud o velocidad de la señal. Con estos descriptores el algoritmo va encontrando las diferencias de patrones relacionados con cada una de las diferentes clases (agresividad, ansiedad, juego). Y con esto se va construyendo un modelo, de tal manera que, cuando se obtenga una nueva muestra de algún perro y no está claro a qué categoría pertenece, se puede consultar con este sistema que ya está entrenado para que lo clasifique.

Básicamente lo que hace es caracterizarlo y ver a cuál de las clases que ya se tienen modeladas en el sistema se parece más.

Entiendo que todo lo que han logrado hasta ahora ha sido por unir esfuerzos con expertos de otras universidades ¿qué papel tiene cada una?

R: Los que estamos participando actualmente podemos dividirnos en el de análisis del comportamiento animal desde el punto de vista biológico y computacional. En el primero, nos apoya el Centro Tlaxcala de Biología de la Conducta de la Universidad Autónoma de Tlaxcala y, en el segundo, en cuestiones de diseño e implementación de dispositivos que tienen que ver con electrónica, comunicaciones y cómputo se encarga la Universidad Autónoma de Yucatán. Sin embargo, en el diseño de algoritmos, inteligencia artificial, visión y audio computacional, movimiento y otras funciones computacionales nos encargamos el INAOE y el CICESE. Por otro lado, para la parte del usuario, que es sumamente importante, son los expertos que entrenan a los perros de búsqueda y rescate quienes nos orientan sobre cuáles son los problemas que ellos tienen y que se pueden abordar con este tipo de tecnología.

Para concluir, ¿qué es lo que prevé? ¿cuáles serían sus predicciones considerando todo lo que ha visto en las etapas que llevan realizadas?

R: Espero que la tecnología que estamos desarrollando sea útil para mejorar los procesos de selección, entrenamiento y certificación de perros de búsqueda y asistencia. Lo que hemos visto hasta el momento es que en la actualidad no emplean tecnología para llevar a cabo dichos procesos, entonces creo que esto puede traerles muchos beneficios. Tener una herramienta que les permita registrar el avance de los perros, monitorear con qué pruebas se estresan más, qué prueba es más exigente físicamente para ellos, cuáles son sus avances y el aprovechamiento en las sesiones de entrenamiento, todo esto ayudará a mejorar el bienestar de los perros y lograr la certificación mejor y más rápido.

Por otra parte, cuando ya estén en operación, deseamos una tecnología útil para solucionar más rápido la problemática que se les presente, al mismo tiempo que les permita tener un mejor conocimiento del estado del perro y les ayude a salvar más vidas. Éste es el objetivo principal.