Agricultura automatizada y robótica agrícola

La agricultura automatizada y la robótica agrícola son conceptos visionarios que han prometida cambiar la forma en la que las sociedades se aprovisionan de alimentos de altísima calidad gastando mucho menos recursos, con mínima manipulación y menos actividades pesadas inherentes al trabajo convencional del campo.

Bajo el modelo agrícola 4.0 se espera que los robots autónomos puedan usar la visión artificial, así como IA, para crear entornos colaborativos, saludables y eficientes.

Exploremos cómo la robótica agrícola y la agricultura automatizada planifican, siembran, cuidan y cosechan los alimentos del mañana.

¿Qué es un robot agrícola?

Un robot agrícola es uno que está diseñado para ocupar una actividad especifica dentro del sector agrícola. Los también conocidos agrobots van desde cosechadoras automáticas hasta equipos de conducción autónoma que usan visión artificial y GPS para hacer recorridos seguros de los campos.

Los robots agrícolas fueron concebidos para la automatización de las tareas manuales, repetitivas y pesadas del campo.

Este tipo de maquinarias suelen ser muy eficientes, ayudando a disminuir los costes de producción y sus capacidades para el trabajo preciso les permite manipular hojas como la lechuga o frutos maduros como fresas sin causar daño alguno.

¿Para qué trabajos están capacitados los robots agrícolas?: Tipos de robots agrícolas

La agricultura automatizada es un área de interés en el desarrollo de nuevas tecnologías y en la actualidad existe un amplio abanico de robots autónomos capaces de recorrer los campos para ejecutar todo tipo de actividades como la fumigación, la detección de enfermedades, la recolección de frutos, control de maleza y mucho más. Echemos un vistazo a los tipos de robots agrícolas más solicitados y potentes actualmente:

Robots autodirigidos

Los robots terrestres autodirigidos fueron los primeros intentos de robots de automatización agraria del mercado. Iniciaron como tractores automáticos, dotados con visión artificial y módulos de IA para la detección de anomalías en el campo, la preparación del terreno, la siembra con distribución ideal de semillas y la cosecha de productos de arado simple como el maíz y el trigo.

Actualmente, este tipo de equipos puede recorrer los campos en busca de productos maduros, detectando plagas, desmalezando y realizando pequeñas tareas como el transporte de materiales sin la necesidad de un piloto.

Robot cosechador automático

Los cosechadores de frutos pequeños son una incorporación reciente y de alta eficiencia, especialmente reconocidos en los sectores de cosecha constante que permite la hidropónica, como las fresas.

Los robots cosechadores poseen brazos automáticos que manipulan con extremo cuidado y precisión los frutos, cosechando y transportando solo los alimentos maduros gracias a un sistema de detección mediante la aplicación de visión artificial.

En la cosecha de arbustos perennes, este tipo de robots recolectores reduce drásticamente la necesidad de personal dentro de áreas controladas como invernaderos, abriendo la posibilidad de cultivos verticales de alta eficiencia y bajo coste.

Robot recolector de fruta autónomo

Los robots recolectores nacieron básicamente por la necesidad de extracción de frutos grandes en arboles como el manzano.

La detección de espectros a través de visión artificial permite reconocer los frutos en un estado óptimo de maduración y recolectarlos gracias a sistemas de succión con aire o mediante el uso de brazos mecánicos colaborativos.

Este tipo de robots posee modelos más convencionales que son similares a una plataforma móvil (escalera automatizada) que acompañan al trabajador agrícola en el recorrido para la recolección del fruto, siendo entre 2 y 5 veces más rápidos que un trabajador con escalera común.

Este tipo de tecnologías es especialmente útil en frutos con rangos de maduración complejos como la uva, donde el tiempo de recolección afecta directamente la calidad del producto final. Un área donde la visión artificial ha resultado ser invaluable.

Robot de pulverización automático

Las pulverizadoras automáticas son otro gran ejemplo de soluciones tecnológicas para la agroindustria, especialmente buenos para la disminución del trabajo manual en el campo y el aumento en el control de calidad gracias a sus sistemas de trabajo selectivo.

Robots de supervisión y mantenimiento

Existe un grupo de robots especiales que han llevado la visión artificial a otro nivel ya que pueden reconocer el crecimiento ideal de las flores, por lo que su trabajo, más allá de la recolección, consiste en la supervisión del cultivo.

Este tipo de tecnologías son extremadamente buenas para la detección de intrusos en el cultivo, automatizando las tareas de supervisión.

Gracias a ellos no es necesario que el personal humano recorra diariamente los campos.

Dron aéreo de supervisión, control de plagas y fumigación con visión artificial

Otro gran sub grupo muy famoso dentro de la robótica agrícola son los drones de granja o robots aéreos.

Estas soluciones ingeniosas se encargan de la supervisión de las cosechas, la detección de plagas y la obtención de información en tiempo real con una agilidad única.

Los drones, UAV o RPAS pueden escanear toda el área de trabajo obteniendo datos relevantes como la humedad del terreno, la limpieza del campo, la acumulación inusual de gases, efectividad de los canales de riego o la integridad general del cultivo.

Combinando las propiedades de detección y movilidad de un dron con equipos centrales sofisticados, es posible generar suficientes datos históricos para implementar procesos de big data sumamente útiles para generar planes de mejora en el resultado final de los cultivos.

¿Cómo funciona la producción agrícola 4.0?

La producción agrícola 4.0 es mucho más que la realización mecánica de actividades simples como limpiar el terreno, sembrar y cosechar después de un lapso determinado.

Producir alimentos de calidad requiere controlar muchas variables dinámicas como el nivel de maduración de las frutas, el control de minuciosos cambios en el ambiente, la luz, la temperatura o las características físicas de las plantas para la detección de plaga o factores de riesgo.

A todo esto se le suma el control de precisión o la manipulación cuidadosa de los alimentos para evitar la proliferación de enfermedades de contacto, filtrar los frutos de máxima calidad y evitar cualquier daño accidental a las cosechas.

En este sentido, el control que ofrecen las herramientas tecnologías en cuanto a la obtención de datos en tiempo real y el análisis masivo de información variable es insuperable.

Gracias a esto la tecnología dispone de equipos que trabajan en conjunto para unir sus capacidades en software de inteligencia artificial y aprendizaje, para desarrollar mejores modelos de planificación y coordinar los esfuerzos de todos los equipos en consecuencia.

Para que esto sea posible, es importante el trabajo colaborativo y la transmisión de datos entre máquinas y operador-máquina.

La agricultura 4.0 es mas que la simple automatización, la implementación de tecnología para un manejo eficiente de información que se traduzca en operaciones optimas, con productos sanos y de valor añadido.

Ventaja de la robótica agrícola

La robótica agrícola posee grandes ventajas sobre los modelos de siembra y cultivos tradicionales, por ejemplo:

• Reducción del trabajo pesado por parte del personal.
• Reduce la necesidad de supervisión del campo.
• Mejora de manera significativa la detección de plagas gracias a la visión artificial.
• Disminuye las perdidas asociadas a mala manipulación.
• Optimiza el espacio, permitiendo cultivos verticales e hidropónicos de máxima eficiencia.
• Detección de frutos en estado óptimo de maduración.
• Menor dependencia de personal, lo que se traduce en menos costes operativos.
• Reducción de insumos químicos necesarios, gracias a la alta capacidad de detección de necesidades específicas del cultivo.
• Se espera que, con los años, la automatización del trabajo ronde entre el 60% y 80% incluyendo solo robótica.

Desventajas de la robótica agrícola

Actualmente, este tipo de sistemas de automatización del trabajo agrícola ha traído consigo ciertas barreras o desventajas a considerar. Por ejemplo:

• Falta de infraestructura tecnológica previa, por lo que el nivel de inversión inicial es elevado.
• Requerimiento de conocimiento técnico elevado/medio sobre tecnología y áreas relacionadas.
• Disminución de la dependencia humana, por lo que la disminución laboral es un factor relevante.
• Se requiere adaptación a los protocolos de mantenimiento.
• Elevado nivel de rechazo a las nuevas tecnologías en el sector agrario.

¿Es la robótica 4.0 el fin del agricultor tradicional?

Existe un miedo comprensible con respecto a la capacidad de la tecnología de automatización para ocupar una gran cantidad de plazas laborales, dejando a los trabajadores humanos como un daño colateral, consecuencia del progreso.

Esto, a pesar de ser parte de la realidad, es un punto de vista simplista del problema. Asegurar que el nacimiento de la agricultura 4.0 es el fin del trabajo agrícola solo sirve para exacerbar el miedo irracional a las nuevas tecnologías.

De la misma forma que las máquinas de coser industriales no significaron la muerte y el paro laboral de los artesanos, si no una reformulación del trabajo y una profesionalización distinta, los robots jamás sustituirán el valioso aporte del profesional agrícola en el campo.

Los agrobots son poderosas herramientas que libran al personal humano de las labores pesadas y demandantes que esclavizan a muchas personas en trabajos de jornada completa en condiciones meteorológicas complejas, sin ser realmente necesario, sobre todo en el caso de las grandes plantaciones.

Los requerimientos alimenticios son ilimitados, por lo que las pequeñas y medianas áreas siempre se beneficiarán del trabajo manual, por más avanzada que sea la tecnología.

La liberación del trabajo manual debe verse como lo que realmente es, un cambio de paradigma y una vía para acceder a nuevas oportunidades.

¿Es nueva es esta tecnología?: Historia de la robótica agrícola

Uno de los primeros referentes de la tecnología de automatización aplicada al sector agrícola puede ser la máquina de algodón de Eli Whitney diseñada en 1794, capaz de desmontar más de cincuenta libras de fibra de algodón de sus semillas a diario. Esto representó la sustitución de miles de horas de trabajo manual, en un día.

Casi siglo y medio después, los trabajos de John Deere en el desarrollo de los arados de acero y los tractores para la simplificación del trabajo en el campo revolucionaron la forma de preparar y cosechar la tierra, reduciendo nuevamente miles de horas-hombre por cosecha.

Los desarrollos de la última década en materia de visión artificial y equipos compactos, pero sumamente poderosos, permitieron la incorporación de los primeros vehículos de control autónomo, fumigación automática y control de siembra.

Finalmente, los avances en inteligencia artificial, centralización de datos y manejo masivo de información con Deep Learning han hecho posible equipos versátiles y sumamente precisos, capaces de realizar predicciones en el cultivo y sugerir acciones que aseguran la maximización de la producción, reduciendo los riesgos al mínimo.

En la actualidad, el área agrícola es uno de los mayores inversores en cuanto a robótica orientada al sector productivo, siendo este tipo de herramientas las más vendidas en su tipo. Esto ha hecho que el desarrollo de nuevas tecnologías agrícolas se acelere de manera exponencial.