El sector agrícola se enfrenta a una serie de retos crecientes que hacen que la adopción de tecnologías modernas como los Robots Agrícolas y la Automatización Agrícola habilitada por la IoT sea un imperativo.

La agricultura en los EE.UU., que solía ser uno de los principales empleadores, se enfrenta ahora a una rápida disminución de los trabajadores agrícolas. En comparación con hace un par de décadas, el número de jóvenes que se dedican a la agricultura es cada vez menor. Según un estudio, los trabajadores agrícolas disminuyeron un 20% entre 2002 y 2014. Además, la superficie de tierras de cultivo también ha comenzado a reducirse, lo que crea otra tendencia preocupante a la que se enfrenta la agricultura. La gravedad de estos problemas pone de manifiesto que, a menos que aumentemos la productividad y la eficiencia de forma sustancial, vamos a enfrentarnos a un grave problema cuando la población de los Estados Unidos se sitúe en torno a los 389 millones de habitantes en 2050, unos 60~ millones más de lo que es en la actualidad.

Entrar la Industria 4.0

Las tecnologías agrícolas automatizadas han existido desde hace tiempo, sin embargo, la mejora de la accesibilidad de la tecnología y los últimos avances en áreas como los sensores, la comunicación inalámbrica, la visión por computador y el aprendizaje por máquina están haciendo que la automatización de las granjas sea mucho más eficiente, precisa y rentable con el paso del tiempo. Los Robots de Granja involucran la mayoría si no todas estas tecnologías para realizar la función para la que están diseñados. Los robots agrícolas guiados por visión artificial son el resultado de la cuarta revolución industrial en curso que representa la convergencia de tecnologías operativas y de información para una automatización industrial más inteligente. La robótica de visión por computador es capaz no sólo de optimizar la productividad y resolver los problemas de escasez de mano de obra en la agricultura, sino también de permitir a los agricultores adoptar prácticas agrícolas más sostenibles.  Los Farm Robots son el futuro de la agricultura.

Hay varias maneras en las que los robots automatizados pueden aplicarse a entornos y operaciones de agricultura industrial, lo que permite a los agricultores y a quienes trabajan en la industria agrícola maximizar sus operaciones y recopilar información procesable sobre sus cultivos, sus entornos, la maquinaria y el equipo que se está utilizando, e incluso automatizar las pruebas genéticas de las semillas para diferentes entornos.

¿Cómo funcionan los robots agrícolas?

Los Farm Robots son máquinas que se presentan en varias formas y formas, aprovechando un amplio espectro de tecnologías e innovaciones dentro de los dominios industriales de IoT, robótica y automatización. Los robots actúan sobre el comando que reciben en forma de señales electrónicas de un controlador o de un ordenador industrial que procesa la información recibida de los sensores o de las imágenes recibidas de las cámaras.

Para ciertas aplicaciones robóticas, la visión no es una característica necesaria, ya que la información que se busca se puede recopilar mediante sensores; sin embargo, para algunos de los procesos agrícolas clave, los robots agrícolas guiados por visión por ordenador están desempeñando un papel fundamental. Revisemos primero algunas de las aplicaciones de los robots agrícolas guiados por visión artificial.

Ejemplos de robots agrícolas guiados por visión por ordenador

Drones

En los últimos años, los drones se han convertido en una tecnología cada vez más popular entre el público en general debido a su versatilidad y accesibilidad. Sin embargo, hasta que la Internet de las Cosas transformó la conectividad de los dispositivos, los drones tenían usos comerciales o industriales algo limitados. Hoy en día, sin embargo, los drones pueden equiparse con los últimos sensores multiespectrales conectados a la red para obtener imágenes de los cultivos o del medio ambiente, inspeccionar el paisaje e incluso analizar la fertilidad de ciertas áreas del suelo y, a continuación, enviar estos datos a través de la red para ser analizados y procesados. Los drones pueden incluso utilizarse para detectar enfermedades entre los cultivos midiendo las diferencias en la cantidad de luz visible e infrarroja que refleja una planta.

Robots de cosecha

La automatización robótica de los cultivos de cosecha es una respuesta tanto a la creciente demanda de alimentos como a la escasez de mano de obra agrícola en todo el mundo. Las cosechadoras robóticas específicas para cada cultivo se están adoptando ampliamente para cosechar todo tipo de frutas y verduras de manera más rápida y limpia de lo que es posible con los seres humanos. No sólo son capaces de recoger la fruta, sino que utilizando sus programas de visión por ordenador, pueden clasificar los productos en función de su tamaño y madurez.

Robots desherbadores y rociadores

Se están instalando sistemas de visión por ordenador en los tractores para automatizar la pulverización y el control de las malas hierbas. Las computadoras robustas a-bordo-de han permitido el despliegue de sofisticados programas de análisis visual en los campos que utilizan inteligencia artificial y técnicas de aprendizaje automático para mejorar la precisión de procesos como el deshierbe. Esta precisión permite a los agricultores utilizar menos productos químicos en su suelo, lo que constituye un beneficio comercial y medioambiental útil.

La Computadora a-Bordo-de de Lanner LVC-5570

Robots de alimentación

En los últimos años, los robots no sólo se han utilizado para recoger alimentos, sino también para servirlos. Utilizando sensores de llenado, cámaras IP en red y otros dispositivos de IoT, las unidades móviles robóticas de distribución de alimentos pueden programarse para alimentar a animales o cultivos con cantidades específicas de alimentos y nutrientes, basándose en los datos que se les transmiten desde los sensores de campo. Estos pueden variar desde sensores de pH para el suelo hasta sensores colocados en la bandeja de alimentación de un animal para detectar cuándo es necesario rellenar la bandeja. Estas funciones también se pueden programar para que se realicen automáticamente durante períodos de tiempo personalizados, dependiendo del stock, los recursos o las necesidades de la granja.

Robots agrícolas sin visión

Autonomous Tractors

Los vehículos sin conductor todavía no están homologados para ser utilizados de forma totalmente autónoma, sin embargo, esto no significa que no sean fiables todavía. En la agricultura, los tractores sin conductor están en funcionamiento principalmente en semiautonomía o en un entorno autónomo supervisado. Utilizando la tecnología de comunicación V2V, los tractores sin conductor pueden seguir a un tractor tripulado y realizar diferentes funciones en la granja.

También se están utilizando tractores completamente autónomos para recoger datos de campo, sembrar, deshierbar, arar y otras funciones. Los tractores autónomos utilizan un software de automatización computarizado a bordo que controla todos los aspectos de la conducción, como la dirección, el frenado, la transmisión, etc. El GPS y la retroalimentación por radio proporcionan la guía de navegación para el tractor, mientras que el ordenador funciona como puerta de comunicación para recibir y enviar señales de mando entre el tractor y el centro de control. Los sensores LiDAR garantizan que el tractor permanezca seguro y libre de colisiones en el camino.

La tecnofobia en la agricultura es sólo un mito

La agricultura se percibe a menudo como una parte atrasada y de lenta evolución de la economía de un país, sin embargo, es un concepto completamente erróneo. Los agricultores siempre han estado a la vanguardia de la recepción y adopción de la tecnología para lograr una mayor eficiencia en los costos y la operación de sus negocios. Los tractores de dirección automática existían mucho antes de que se desarrollaran los coches autónomos. Los tractores en Norteamérica han incluido la función de dirección automática durante muchos años, una función que permite al tractor maniobrar automáticamente en condiciones de baja visibilidad.

Hay esperanza….

Para seguir alimentando el creciente apetito de la población del planeta, los agricultores y la industria agrícola en su conjunto no sólo han tenido que adoptar nuevas tecnologías, sino que también han tenido que buscar formas de ampliar y mejorar los sistemas y procesos existentes. Los robots agrícolas guiados por visión artificial son una de las formas en que la industria agrícola puede mejorar los métodos y prácticas existentes, tales como el trabajo laboral tradicionalmente realizado por empleados humanos. Esta transferencia de responsabilidad de los trabajadores humanos a los robots automatizados trae consigo una amplia gama de beneficios. Sin embargo, para que esta adopción realmente despegue, los gobiernos tendrán que crear programas e incentivos para facilitar a los agricultores la inversión en la actualización de su tecnología antigua con la moderna. Con el tiempo, esta será la única forma de mantener la competitividad, ya que los costes se depreciarán para aquellos que adopten la nueva forma de operar las granjas, permitiéndoles gastar menos, ofrecer precios más bajos y también tener menos trabajadores humanos de los que preocuparse.