Para los dueños de gatos, una caja de arena es una molestia. Pero para los científicos, es un tesoro de información. Un equipo de investigadores de Nestlé Purina PetCare decidió investigar las cajas de arena como registros de comportamiento: el rasguño previo a la sentadilla, el giro, la geometría precisa del entierro.
Los científicos construyeron un minucioso diccionario de estos gestos (un “etograma” o catálogo completo de comportamientos específicos de cada especie) y luego identificaron los distintos movimientos en los hábitos felinos en el baño: acicalarse, cavar, olfatear la basura. “Llegamos a 39 comportamientos diferentes que los gatos realizan en una caja de arena, entendiendo que dependiendo de su satisfacción con la caja de arena, el entorno y la dinámica que los rodea, esos comportamientos cambiarán”, dice Ragen McGowan, director de desarrollo de productos digitales y de IA en Purina y uno de los autores de un artículo publicado recientemente en Applied Animal Behavior Science sobre el desarrollo del monitor de la caja de arena impulsado por IA de Purina. “Nos dimos cuenta de que este etograma podría ser una ventana a su salud”.
Los gatos suelen sufrir diabetes, obesidad, enfermedades renales, hipertiroidismo, infecciones del tracto urinario y muchas más afecciones. Los investigadores esperaban predecir y evitar estas dolencias entrenando un sistema de inteligencia artificial en todo lo que un gato puede hacer en una caja de arena. Creían que la IA podría advertir a los dueños de gatos sobre problemas de salud felinos mucho antes de que los gatos, siempre estoicos y distantes, mostraran signos.
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Pero llegar a los 39 tipos de comportamiento no fue fácil. El proyecto comenzó en 2018. El equipo recopiló datos de 191 gatos: 140 en un centro de investigación de la empresa en Missouri y 51 en hogares privados. Los investigadores colocaron básculas con un sensor en cada esquina que podía detectar pequeños cambios de peso y movimiento debajo de las cajas de arena. Luego grabaron en vídeo cada visita al baño para que la inteligencia artificial pudiera correlacionar los datos visuales con el peso y los movimientos que registraban los sensores. Pero para que la IA pudiera hacer eso, los científicos primero tuvieron que generar el etograma.
Al mirar los videos, etiquetaron cada empujón y movimiento, mirando los ángulos de las orejas, el agrupamiento o el ensanchamiento de los bigotes. Si alguna vez has visto a un gato rotar exactamente tres veces y media antes de dedicarse a una pulgada cuadrada de arena, comenzarás a comprender el proceso de investigación: multiplicado cientos de miles de veces. “Tomamos más de 300.000 videos de gatos haciendo sus necesidades en diferentes escenarios: un solo gato, varios gatos y diferentes tipos de cajas de arena”, dice McGowan.
Luego, el equipo emparejó esas etiquetas de video con los datos de peso y movimiento para que la IA pudiera distinguir un tintineo rápido de una contemplación filosófica. “Trabajaríamos estrechamente con nuestros conductistas para discutir lo que ven en los videos, y luego tuvimos que desarrollar ecuaciones matemáticas”, dice Natalie Langenfeld-McCoy, gerente de desarrollo de productos de IA en Purina.
El análisis de estas grabaciones se convertiría en la base del Petivity Smart Litter Box Monitor de Purina, que, lanzado en 2022, ya se encuentra en más de 10.000 hogares. El producto está diseñado para alertar a los dueños de mascotas cuando las medidas coinciden con los patrones conocidos de ciertas dolencias de los gatos, y el equipo actualiza periódicamente el software para mejorar la precisión. El nuevo artículo documenta los pasos científicos detrás de su creación.
Según el estudio, el monitor se desliza debajo de una caja de arena existente y puede reconocer a cada gato en la casa. “No sólo podemos usar su peso como una forma de diferenciarlos, sino también sus patrones en la caja de arena, la hora del día en que van y sus hábitos normales para crear lo que llamamos una ‘huella’ o firma, para ese gato”, dice McGowan.
El equipo pretende que la herramienta comunique los problemas que tienen los gatos u ofrezca tranquilidad a los dueños cuando todo está bien. La enfermedad renal felina, por ejemplo, una enfermedad progresiva que a menudo pasa desapercibida en sus primeras etapas, puede tratarse si se detecta a tiempo. “Para cuando la mayoría de los dueños de mascotas noten un cambio de comportamiento, la pérdida de la función renal será superior al 80 por ciento y no habrá vuelta atrás”, dice McGowan. Según el sitio web de Purina, aunque “la información proporcionada por los monitores de cajas de arena inteligentes Petivity no pretende diagnosticar, tratar, curar o prevenir ninguna enfermedad”, los monitores pueden alertar a los propietarios sobre “cambios clave que pueden indicar un problema de salud que requiere un diagnóstico veterinario”.
Jessica Quimby, especialista en medicina interna de animales pequeños y profesora de la Universidad Estatal de Ohio, utiliza el monitor Petivity en su propia investigación sobre la enfermedad renal felina y recientemente publicó un artículo que muestra resultados clínicamente relevantes basados en las mediciones del monitor. (Quimby es miembro del consejo asesor de Nestlé Purina PetCare). “Una de las primeras cosas que se pueden observar con la aparición de la enfermedad, incluso antes de que sepamos que el gato tiene una enfermedad renal, es que está perdiendo peso y orinando más”, dice Quimby. “Podemos ver esas tendencias que aparecen en los datos de Petivity”. Los gatos, explica, son buenos para ocultar sus problemas de salud a sus cuidadores.
Sin embargo, la caja de arena inteligente tiene sus limitaciones. “Si “Los modelos de aprendizaje profundo pueden detectar diferencias sutiles en el comportamiento que tal vez ni siquiera sabemos que existen, por lo que estamos avanzando hacia eso para aquellos gatos que tienen un peso similar”, dice.
Los antagonistas domésticos (aspiradoras robóticas que empujan, lavadoras de percusión) también pueden causar confusión, por lo que el equipo entrenó a los dueños de gatos sobre la ubicación durante su investigación. Pero a menudo, cuando surgen problemas, la solución no es tanto la ingeniería como la sociología. Langenfeld-McCoy recuerda una casa en la que la IA indicó que el gato había hecho su comportamiento habitual pero no había dejado nada atrás. “El perro de la familia iba tras el gato y comía un bocadillo, lo que confundía a la IA”, dice. Con una puerta para bebés instalada, la IA recuperó la compostura. A veces, el caso atípico de los datos es un labrador.
Aunque el Petivity Smart Litter Box Monitor ha estado en el mercado durante tres años, el equipo esperó hasta tener suficientes datos para publicar sus hallazgos científicos. “Inteligente” es una de esas etiquetas que despierta sospechas: las tostadoras inteligentes envían notificaciones demasiado ansiosas; Los frigoríficos inteligentes venden más leche. Por eso, cuando escuchamos “caja de arena inteligente”, nos imaginamos un electrodoméstico con delirios de grandeza. El nuevo estudio es una forma para que el equipo de Purina abra el telón para los usuarios y escépticos por igual y permita a los dueños de gatos determinar si lo “inteligente” puede quitarse las comillas.