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Análisis de esperma con IA: entrenamiento de modelos de visión a escala para una reproducción ganadera más inteligente

Nombre organización: Spermtech (Sperm Analysis Technologies SL)

Otras organizaciones participantes: CESGA – Centro de Supercomputación de Galicia

Área: Agricultura · Biotecnología / Bioinformática · Ciencias de la Vida · Dispositivos médicos veterinarios.

desafios


RETO

Los sistemas CASA de SpermTech se basan en modelos de deep learning para el análisis automatizado de esperma — detección, seguimiento y caracterización de espermatozoides en vídeo microscópico. Estos modelos se despliegan en local debido a las restricciones de conectividad en los centros de inseminación. A medida que los modelos envejecen y la distribución de los datos cambia, su precisión se degrada. Hasta ahora, detectar y corregir estas derivas requería intervención manual y reentrenamiento en hardware local limitado, haciendo el proceso lento, costoso y difícil de escalar entre múltiples dispositivos y especies.

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SOLUCIÓN

El proyecto aprovechó los recursos de computación GPU del testbed EuroCC de CESGA para desarrollar pipelines MLOps automatizados para la gestión del ciclo de vida de modelos de visión. Se entrenaron arquitecturas avanzadas de deep learning (incluyendo variantes ajustadas de modelos de última generación para detección y seguimiento multi-objeto, y segmentación morfológica) sobre un conjunto de datos propietario de aproximadamente 100 GB de imágenes y vídeos microscópicos etiquetados de espermatozoides, lo que permitió:

  • Detección automatizada de deriva del modelo comparando los modelos en dispositivo con modelos de referencia más grandes entrenados sobre el conjunto de datos completo.
  • Entrenamiento de modelos de reemplazo ligeros adecuados para su despliegue local en el hardware CASA.
  • Derivación de los parámetros de calidad CASA estándar (incluyendo mapas de motilidad e indicadores cinemáticos) directamente a partir de las trayectorias detectadas por el modelo.
riesgo


Beneficio

  • Mantenimiento automatizado de modelos: pipelines de detección de deriva y reentrenamiento correctivo.
  • Mayor precisión diagnóstica: modelos ajustados sobre datos específicos del dominio.
  • Gestión escalable del ciclo de vida de la IA: calidad de modelo consistente en múltiples dispositivos CASA y centros de inseminación.
  • Base para la ganadería de precisión: evaluaciones de fertilidad a escala.

Sobre la entidad

Sperm Analysis Technologies SL (SpermTech) es una empresa española con sede en Buñol (Valencia) especializada en el diseño y fabricación de sistemas CASA (Computer-Assisted Sperm Analysis) para laboratorios de inseminación artificial animal, con foco en las especies porcina y ovina. Con más de 26 años de experiencia acumulada por sus fundadores en el sector, combina biotecnología, mecatrónica e inteligencia artificial para desarrollar soluciones de análisis seminal de última generación.

Su modelo de FabLab les permite controlar todo el ciclo de vida del producto —desde la investigación hasta la fabricación— colaborando además con universidades y centros de investigación para mantenerse a la vanguardia de la ciencia reproductiva y la bioingeniería.