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Granjero robótico
Los científicos de Dinamarca están desarrollando un robot agrícola para identificar y eliminar las malas hierbas. Si bien esto puede parecer una tarea relativamente fácil, en realidad requiere mucha inteligencia de la máquina para seleccionar las malas hierbas entre los cultivos. El robot aún se encuentra en las primeras etapas de desarrollo, pero los investigadores esperan que finalmente conduzca a una reducción en la cantidad de herbicidas utilizados por los agricultores y, por lo tanto, reduzca los costos.
Desmalezadora robótica: Desherbar puede ser relativamente fácil para los humanos, pero presenta un interesante conjunto de desafíos para los especialistas en robótica. Incluso navegar por filas de cultivos puede resultar complicado para un robot. Los investigadores esperan equipar a Hortibot (arriba) con un sistema para identificar plantas basado en patrones de hojas para que pueda rociar selectivamente las malezas con herbicida.
Llamado Hortibot, el robot semiautónomo es una plataforma de navegación diseñada para tener diferentes herramientas agrícolas instaladas para eliminar mecánicamente las malezas o rociarlas con precisión con herbicida. El propósito original era construir un robot que fuera fácil de usar y pudiera ser operado por un trabajador no calificado, dice Rasmus Jørgensen , científico agrícola del Instituto de Ingeniería Agrícola de la Universidad de Aarhus, en Horsens, Dinamarca.
Actualmente, los agricultores tienden a lidiar con las malas hierbas rociando campos enteros o utilizando trabajadores manuales para eliminar físicamente las malas hierbas a mano. Pero estos enfoques tienen sus problemas, dice Jørgensen.
Aunque la mano de obra puede ser barata, el costo de capacitar a los trabajadores puede aumentar. La alta rotación de trabajadores poco calificados en la agricultura significa que los agricultores a menudo tienen que pagar para capacitar hasta un tercio de su fuerza laboral cada año.
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Observe el Hortibot en acción.
La fumigación indiscriminada de herbicidas tiene un impacto ambiental, es un derroche y aumenta el costo de la agricultura. Y los herbicidas se rocían normalmente con vehículos pesados, como tractores, que a su vez provocan la compactación del suelo. Si el suelo es demasiado compacto, las raíces no pueden penetrarlo y el agua no puede pasar, dice Jørgensen. Un solo tractor y su carga pueden pesar lo suficiente como para compactar el suelo hasta en medio metro, dice.
El objetivo de Hortibot es abordar estos problemas permitiendo que un robot ligero lleve a cabo las mismas tareas bajo la supervisión de un solo trabajador con poca formación. Con un peso de solo 245 kilogramos, aproximadamente una cuadragésima parte de un tractor, el robot se basa en una estructura modificada de una segadora de pendientes con control remoto disponible comercialmente llamada Araña .
Con un metro de altura y aproximadamente un metro y medio de ancho y largo, el Hortibot de cuatro ruedas viene equipado con una cámara que mira hacia abajo. Esto permite que el robot navegue de forma autónoma entre varias filas de cultivos sin dañarlos y sin el uso de ninguna tecnología de posicionamiento global. Algunas máquinas agrícolas ahora usan GPS, pero puede ser poco confiable ya que depende de la resolución y precisión de los mapas, dice Jørgensen.
El uso de un enfoque basado en la visión garantiza que el robot cubra el campo con mayor precisión, girando cuando llega al borde de un campo para continuar su camino a través de toda la parcela. El operador humano está allí para guiarlo al campo y detenerlo si surgen obstáculos. Con menos de una hora de entrenamiento y usando una simple palanca de control, cualquiera puede usarla, dice Jørgensen.
En un evento de robots de campo reciente, celebrado en Wageningen, en los Países Bajos, Hortibot pudo seguir los surcos y girar de forma autónoma en la dirección adecuada cuando alcanzó el borde de las hileras de cultivo. Si bien algunos de los otros robots pudieron seguir las líneas de cultivo, no pudieron girar. Hemos demostrado que [Hortibot] es fácil de trabajar y puede girar sin mucha planificación, dice Jørgensen.
El equipo de Hortibot ahora planea equipar el robot con herramientas modulares para la pulverización de precisión y la eliminación mecánica de malezas. El objetivo aquí es identificar primero las malas hierbas y luego rociarlas individualmente sin afectar los cultivos o eliminarlas sin dañar los cultivos cercanos.
En los últimos años, ha habido un interés creciente en el uso de desmalezadoras mecánicas dentro de la hilera debido a la preocupación por la degradación ambiental y una creciente demanda de alimentos producidos orgánicamente, dice Athanasios Dedousis, un ingeniero agrícola que ha estado desarrollando un sistema de este tipo en Universidad de Cranfield , en el Reino Unido.
Pero hacer que todo funcione es probable que sea un gran desafío, dice Chris Melhuish , director de la Laboratorio de Robótica de Bristol , en el Reino Unido. Conseguir que una máquina haga eso es extremadamente difícil, dice.
Jørgensen está de acuerdo. Ha habido mucha investigación utilizando análisis hiperespectral para tratar de identificar firmas únicas de diferentes plantas en función de las frecuencias de luz que absorben, dice, pero resulta que su absorción depende en gran medida de la salud nutricional de la planta.
Entonces, el laboratorio de Jørgensen está adoptando un enfoque diferente. Usamos el análisis de formas, dice. Al analizar la proximidad, la orientación y la posición de las hojas entre sí, es posible distinguir las malas hierbas de las plantas de cultivo. Las dificultades surgen cuando las hojas de diferentes plantas se superponen u oscurecen entre sí, pero Jørgensen cree que es un enfoque que eventualmente resultará más confiable que el análisis espectral.
De manera similar, la remoción mecánica de plantas está lejos de ser sencilla, dice Dedousis. Las hileras de cultivos no siempre son rectas y las plantas no están igualmente espaciadas. Y debido a que algunas áreas pueden tener altos niveles de infestación de malezas, los mecanismos para eliminar las malezas deben ser precisos hasta unos 50 milímetros, dice Dedousis.
Pero es probable que el desafío significativo se reduzca a la economía, dice Melhuish. Por el momento, no hay forma de que [el robot] sea rentable, dice. El costo estimado de Hortibot es de aproximadamente $ 55,000. Con trabajadores migrantes en Europa y Estados Unidos dispuestos a trabajar por salarios bajos, es difícil ver cómo el robot podría competir, dice.
El costo de Hortibot podría compensarse con su productividad, dice Dedousis. Deshierbar es un trabajo repetitivo. Los robots pueden hacerlo las 24 horas del día y en todas las condiciones climáticas. Para los agricultores orgánicos, esto podría ser una verdadera bendición. Hortibot es el camino hacia el futuro, dice Dedousis. Pero predice que pasarán algunos años antes de que esté listo para la agricultura comercial.
De hecho, Jørgensen dice que antes de que el robot pueda comercializarse, son necesarios algunos rediseños fundamentales. Estos incluyen aumentar el calibre de la rueda para permitir que Hortibot cubra más filas de cultivos con cada barrido y aumentar el espacio libre para que el robot sea adecuado para una amplia gama de cultivos.