Els ordinadors de placa única, com ara la Raspberry Pi, estan revolucionant la recerca biològica i democratitzant la ciència

Un nou estudi de revisió publicat a Methods in Ecology and Evolution per l'investigador del CREAF Jolle Jolles mostra que l’electrònica de codi obert de baix cost és clau per revolucionar la investigació en biologia.

Els ordinadors de placa única com ara Raspberry Pi són utilitzats per científics y aficionats a qualsevol situació imaginable. El nou estudi ‘Broad-scale Applications of the Raspberry Pi: A Review and Guide for Biologists’ publicat a Methods in Ecology and Evolution per l'investigador Jolle Jolles mostra que la ciència utilitza cada vegada més l’electrònica de baix cost i de codi obert i és un avanç tecnològic clau que ajudarà a revolucionar encara més la investigació en biologia.

Al revisar la literatura biològica, Jolle Jolles –que ocupa una posició de postdoctorat Severo Ochoa al CREAF–va trobar més d'un centenar d'estudis empírics en l'àmbit de la biologia que implementen la tecnologia Raspberry Pi d'alguna manera. L'article mostra que els biòlegs han utilitzat aquests ordinadors de baix cost de molt diverses maneres, tant al laboratori com al camp i a l'aula, des d'estacions meteorològiques, alimentadores d'aus automatitzats, dispositius d'aprenentatge de bucle tancat i sistemes d'enregistrament en aigües profundes, fins a eines de control ambiental i càmeres trampa per a la vida silvestre. "La Raspberry Pi obre la porta a solucions noves i creatives, la qual cosa és clau per al progrés científic, i està ajudant a avançar en la nostra comprensió de la biologia, des de la micro a la macro escala", apunta Jolles.

"La tecnologia Raspberry Pi obre les portes a solucions creatives i innovadores, que són clau per al progrés científic i ens ajuden a avançar en la comprensió de la biologia, des de la micro fins a la macro escala"

Les Raspberry Pi es posen a el servei de tasques relativament senzilles, com la gravació de vídeo i la monitorització ambiental, fins a solucions i dispositius molt dedicats, com els sistemes de fenotipat de plantes i els microscopis confocals, que ofereixen una alternativa molt assequible als costosos equips d'investigació.

Superar els límits de la ciència

"Els ordinadors de placa única de baix cost permeten als científics de països o instituts d'investigació amb fons limitats desenvolupar les seves pròpies eines d'investigació", assegura Jolle Jolles. “Al capdavall, ajuden a accelerar el desenvolupament de noves metodologies i a estimular la investigació interdisciplinària”.

L'estudi demostra que l'electrònica oberta pot tenir un paper fonamental en ampliar els límits de la ciència i, per tant, ajudar a avançar en la nostra comprensió de la biologia. Malgrat tot, la revisió també identifica que, tot i la seva creixent acceptació per part de la comunitat científica i la gran diversitat d'aplicacions, la Raspberry Pi no és una eina de recerca tan habitual com podria ser. Per ajudar a superar aquesta escletxa tecnològica, el document ofereix recomanacions, directrius i consideracions detallades, així com un web específic amb tutorials pas a pas, per ajudar a científics i no científics a integrar la Raspberry Pi a la seva recerca.

A més del seu ús en investigació, Jolles destaca que la Raspberry Pi és també una gran eina per a l'ensenyament. Aquest és el cas dels camps STEM, ja que al construir els seus propis dispositius, els estudiants aprenen els fonaments de l'electrònica, la programació, la biologia i la física de forma pràctica. A més, les Raspberry Pi es poden fer servir per ensenyar el procés científic, des del disseny d'experiments, la construcció d'instruments, la recollida i l'anàlisi de dades, fins a la interpretació de resultats. I per la seva gran flexibilitat i la seva àmplia comunitat d'usuaris, els ordinadors de placa única són una gran eina per a la ciència ciutadana i la divulgació científica i, per tant, poden ajudar a apropar la ciència a tothom.

L’ordinador més popular

Els científics s'estan beneficiant d'una indústria en ràpid creixement d'ordinadors de placa única de baix cost, impulsada pel creixement exponencial de la potència i les capacitats dels ordinadors i l'auge de la Internet de les coses (IOT) en els últims anys. Construït sobre principis de codi obert i impulsat per l'incentiu sense ànim de lucre d'augmentar l'accés global a la informàtica i la fabricació digital, el Raspberry Pi és, de bon tros, l'ordinador de placa única més popular (més de 37 milions d'unitats venudes des del seu llançament el 2012), i reuneix interfícies de maquinari, sensors i controladors externs, amb capacitats de programació fàcils d'utilitzar, alta connectivitat i funcionalitat d'escriptori. És particularment aquest ordinador de placa única el que ha estat adoptat per la comunitat científica, gràcies a la gran quantitat de recursos i suport en línia disponibles, així com a l'enorme varietat de complements que existeixen.

L’investigador del CREAF ha utilitzat àmpliament les Raspberry Pi en la seva pròpia investigació, inclosos els sistemes de registre automatitzat per al fenotipat el comportament de centenars d'individus i grups de peixos i el seguiment a llarg termini del comportament parental de les poblacions d'aus silvestres al llarg de la temporada de cria.

Referència:

L’estudi Broad-scale Applications of the Raspberry Pi: A Review and Guide for Biologists per Jolle W. Jolles es publica el 24 de juny 2021 a la publicació Methods in Ecology and Evolution i està disponible amb accés obert: http://doi.org/10.1111/2041-210X.13652.

Autora: Carla Kuhleis