Estos robots pueden asumir tareas arduas y ayudar a los agricultores a ahorrar tiempo. Al detectar enfermedades o plagas desde el principio, pueden ayudar a reducir el uso de pesticidas y reducir las pérdidas de plantas.

En Europa, la tierra para la agricultura se está reduciendo en parte debido a la urbanización. Mientras tanto, existe la necesidad de una producción de alimentos más ecológica y sostenible que use menos agroquímicos, que son costosos y pueden contaminar las vías fluviales. Las alternativas a la agricultura industrial de monocultivos incluyen granjas pequeñas y orgánicas, jardines de mercado, que venden productos directamente a consumidores o restaurantes, así como invernaderos comerciales.

Pero los pequeños agricultores luchan con el trabajo manual agotador. Y las compañías de maquinaria que fabrican máquinas costosas para que las granjas grandes siembren y cosechen cultivos individuales han ignorado tradicionalmente las necesidades de los pequeños productores.

Sin embargo, los investigadores ahora están descubriendo formas de ayudar a los pequeños agricultores a ser más productivos y rentables a largo plazo.

Robot ayudante de granja

«Las micro granjas son rentables y económicamente sostenibles, pero los productores a menudo luchan después de unos cuatro años, ya que las personas desarrollan problemas de espalda», dijo Jonathan Minchin en el Instituto de Arquitectura Avanzada de Cataluña en Barcelona, España, quien lidera un proyecto llamado ROMI que construyó Un robot ayudante de granja.

El «ROMI» con ruedas itinerantes tiene un brazo para desherbar pequeñas granjas de vegetales. Los agricultores orgánicos dedican aproximadamente una quinta parte de su tiempo a eliminar las malas hierbas, dice Minchin, por lo que desarrollar un robot que pueda aliviar a las personas de esta tarea fue un objetivo clave.

‘Este robot está hecho para granjas pequeñas, no grandes granjas. Hay una gran necesidad de este tipo de herramienta ‘, comenta Christophe Godin, director de investigación en modelado de plantas e informática en Inria (el Instituto Nacional Francés de Investigación en Ciencia y Tecnología Digital), que también participa en el proyecto. .

Para beneficiar a los pequeños agricultores, el robot tenía que ser económico y ligero. Los desarrolladores de ROMI trabajaron para mantener bajos sus costos al equiparlo con motores eléctricos para sillas de ruedas y confiar en hardware y software de código abierto para inteligencia artificial y navegación, por ejemplo. Una vez disponible, debería costar 5.000 € o menos.

Agricultura computacional

En este momento, se está poniendo a prueba un robot ROMI para desmalezar y navegar en una granja orgánica en un bosque a las afueras de Barcelona. Un robot hermano está escardando en una granja orgánica comercial llamada Pépinières Chatelain cerca del aeropuerto Charles De Gaulle de París.

A medida que los jardines de mercado y las pequeñas granjas producen una mezcla de cultivos, Minchin dice que la «agricultura computacional» permitirá a los robots administrar una compleja variedad de cultivos de hortalizas y frutas, creciendo a diferentes velocidades y a diferentes alturas.

Los científicos del proyecto utilizan una gran cantidad de imágenes y datos de mapas con IA para identificar y modelar plantas.

El Dr. Godin y el científico informático Dr. Peter Hanappe, de los Laboratorios Sony Computer Science en París, están trabajando con el robot desmalezado en Francia. Tiene un software visual que le permite capturar imágenes en 2D.

Una vez que toma una fotografía, debe interpretar «esta sopa de píxeles», expone Godin.

Estas imágenes se utilizan para crear modelos informáticos en 3D que el robot luego utiliza para comprender mejor o manipular su entorno. Quieren enseñarle al robot a entender qué es una hoja, un tallo, una fruta, etc.

El Dr. Godin quiere mejorar el análisis de la imagen de la computadora para que los científicos de plantas puedan usar los datos recopilados por el robot para estudiar variedades de cultivos en experimentos de crecimiento. Los modelos de plantas en 3D también pueden usarse para programar robots en la recolección precisa de frutas o para obtener mejores cultivos en el futuro. También puede permitir a los científicos, y en última instancia a los agricultores, rastrear la salud y el crecimiento de los cultivos.

En el futuro, un ROMI podría ver cómo la lechuga comienza a dispararse y saber cuándo es el momento de la cosecha, dice Minchin. O la tecnología podría permitir que una nueva generación de robots agrícolas identifique y recoja frutas o verduras cuando estén maduras.

Los robots más famosos de la historia

Invernadero

Para los agricultores que cultivan una mezcla de verduras y frutas, otra opción es un invernadero, que protege contra las inclemencias del tiempo y las enfermedades.

«Los invernaderos son lugares ideales para cultivar plantas, pero el principal inconveniente es que una vez que las plagas logran ingresar, se reproducen muy rápido», dijo María Campo-Cossío Gutiérrez en el Centro Tecnológico CTC en España, quien lidera un proyecto llamado GreenPatrol. Una vez que una plaga o enfermedad ingresa al invernadero, puede causar pérdidas de hasta un 25% en los productores.

Campo-Cossío Gutiérrez y su equipo desarrollaron un prototipo de un robot itinerante inteligente para patrullar invernaderos e identificar e identificar cuándo hay plagas o enfermedades. El robot puede funcionar de forma autónoma, sin intervención humana.

El robot fue entrenado sobre las principales plagas y enfermedades del tomate y el pimiento, por ser cultivos de mayor valor, y está siendo probado en invernaderos en el norte de España. Los agricultores pueden acceder a una aplicación en línea para ver el estado del robot y un mapa de zonas sanas e infectadas con acciones recomendadas.

«Uno de los principales desafíos es que el robot se encuentra en un entorno (semi) interior», dijo.


Si estuviera en el exterior, podría usar navegación por satélite, pero los invernaderos tienen techos con refuerzos metálicos, lo que degrada las señales.

Otro desafío es que los invernaderos cambian regularmente a medida que crece el cultivo, pero también después de las cosechas, cuando se eliminan materiales de cultivo como el suelo. Debido a esto, los robots no se pueden programar para seguir rutas definidas.

«Necesitábamos que el robot identificara dónde se encuentran las plagas y luego vuelva y las trate en una segunda fase», dijo Campo-Cossío Gutiérrez. Con las instrucciones del agricultor, el robot tiene la capacidad de rociar la planta con pesticida.

El robot GreenPatrol utiliza algoritmos novedosos que le permiten explotar con éxito señales más fuertes de los satélites de navegación global Galileo, así como sensores de orientación y láseres para ayudar a guiar sus maniobras bajo el techo del invernadero. Puede obtener una posición dentro del invernadero con una precisión superior a 30 cm.

El robot usa IA y bibliotecas de imágenes para detectar invasores de plagas y también insectos inofensivos. “Es capaz de distinguir el grado de infestación y decir si es un huevo, o una larva, o un insecto adulto completo”, dijo Campo-Cossío Gutiérrez.

Luego puede enviar a los productores actualizaciones de mapas de calor en tiempo real de infestaciones de insectos a sus teléfonos inteligentes.

Compañero de vuelo

Los robots Rover no son la única solución para los productores. El proyecto ROMI también ha desarrollado un compañero de vuelo para su rover: un dron que puede escudriñar las plantas desde el aire. Los científicos de ROMI también construyeron un robot de cable para deslizarse a través de los cultivos y realizar un trabajo similar.

El equipo de ROMI finalmente imagina su diseño no como un solo robot desmalezador, sino como una plataforma a la cual los agricultores pueden conectar sensores, cámaras y herramientas y luego quitarlos nuevamente.

‘Puedes imaginar a un granjero que se levanta por la mañana y va al cobertizo de herramientas. Poner herramientas en el robot y encenderlo «, afirma Minchin.

Este robot podría comenzar a desmalezar o escanear en busca de plagas. Si el agricultor desea ver la información, puede mirar sus teléfonos o más tarde ese día en una computadora en su casa.

Artículo original

 This article was originally published in Horizon, the EU Research and Innovation Magazine

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