Robots Agrícolas y Agrícolas

«Agricultura de alta tecnología» no es un oxímoron. Es más probable que una operación agrícola contemporánea se parezca a Silicon Valley que a American Gothic, con aplicaciones que controlan el riego, sistemas GPS que dirigen tractores y etiquetas auriculares con chip RFID que monitorean el ganado.

Y la robótica es una parte cada vez más clave de esa estabilidad tecnológica.

Los robots recogen manzanas, recogen fresas, cosechan lechugas y eliminan las malas hierbas. Los drones recopilan imágenes aéreas que ayudan a los agricultores a evaluar rápidamente la salud de los cultivos. Y los invernaderos robóticos están brotando a miles de kilómetros de las regiones agrícolas tradicionales, cultivando verduras en los patios traseros de los mercados urbanos de alto consumo.

Todo llega en un momento en que los productores enfrentan una costosa escasez de mano de obra a largo plazo y, con la población mundial que se espera aumente de 7,7 mil millones a 9,7 mil millones en poco más de 30 años, la demanda de alimentos está a punto de aumentar significativamente.

Así es como los robots pueden ayudar a mitigar algunos de esos desafíos.

Robots de cosecha de cultivos

En su cara, la cosecha de cultivos parece madura para la automatización. Es físicamente agotador y altamente repetitivo, el tipo de trabajo que a menudo se enfoca de manera más efectiva en la revolución de los robots. (Ver fábricas, manufactura, minería, procesamiento logístico.) Pero ese no es necesariamente el caso.

La recolección de cultivos también requiere destreza manual y un toque delicado. Muchas frutas se magullan fácilmente al calor, y las verduras de hoja se rompen fácilmente. Y la mayoría de los robots no son lo suficientemente avanzados para manejar ese nivel de precisión. Recuerde, no fue hace mucho tiempo que los roboticistas finalmente consiguieron un robot de vanguardia para atrapar una pelota — lo suficientemente simple para los humanos, mucho menos para los robots.

Pero las empresas de tecnología agrícola en el sector privado y los departamentos de robótica en el mundo académico continúan sus esfuerzos para superar ese obstáculo.

Harvest CROO

Ubicación: Plant City, Fla.

Cómo se utiliza la agricultura y los robots agrícolas: Gary Wishnatzki es vocal sobre el pellizco de mano de obra que dice que los cultivadores han enfrentado en los últimos años. El propietario de Wish Farms, proveedor de bayas, le dijo al New Yorker en abril que depende de trabajadores contratados a través de costosos programas de visas temporales. Entre las razones de la escasez de mano de obra en Estados Unidos, el artículo identifica la supresión de la inmigración y la disminución del apetito entre los trabajadores domésticos poco calificados para realizar el trabajo agotador de la cosecha de fresas. El impulso de Wishnatzki para automatizar no se trata de eliminar empleos agrícolas, argumenta, sino de satisfacer las demandas de los consumidores que esperan fresas frescas incluso en pleno invierno.

Está haciendo ese esfuerzo como cofundador de Harvest CROO, una startup que desarrolló un robot avanzado de cosecha de fresas llamado Berry 5. Utiliza una variedad de componentes robóticos, en lugar de un solo brazo, para agarrar la hoja, recoger la baya y empaquetarla. La visión por computadora ayuda a Berry 5 a descifrar las bayas maduras de las no maduras antes de arrancarlas. Y es rápido en comparación con los trabajadores humanos, supuestamente capaces de recoger una planta en ocho segundos y cambiar a la siguiente en un año y medio.

Desarrollado gracias a millones de dólares de inversión de otros en la industria de las bayas, Berry 5 actualmente está trabajando en los campos de Florida en una prueba. Según se informa, la compañía espera comercializarlo antes de finales de 2019.

Universidad de Cambridge

Ubicación: Cambridge, Reino Unido

Cómo se utiliza la agricultura y los robots agrícolas: La recolección de lechugas se ha mantenido obstinadamente resistente a los robots gracias a la naturaleza frágil de la planta y su proximidad al suelo. Pero los investigadores de la Universidad de Cambridge hicieron un gran avance con su llamado» Vegebot», otro prototipo impulsado por visión computarizada.

Así es como funciona: Una cámara escanea la lechuga y da un pulgar hacia arriba o hacia abajo para la cosecha. Una segunda cámara (colocada cerca de una cuchilla) guía el pico sin aplastar la planta. Mientras tanto, un algoritmo de aprendizaje automático «enseña» al robot a evitar lechugas inmaduras o enfermas.

Vegebot apenas funciona con la velocidad o la habilidad de las manos humanas, pero una serie de pruebas han establecido el éxito de la prueba de concepto, que también es un buen augurio para otras frutas, verduras y granos sobre el suelo.

«Cada campo es diferente, cada lechuga es diferente. Pero si podemos hacer que una cosechadora robótica funcione con lechuga iceberg, también podríamos hacer que funcione con muchos otros cultivos», dijo Simon Birrell, del Departamento de Ingeniería de Cambridge, en un comunicado de prensa.

Si bien una cosechadora de lechugas comercial escalable sigue siendo esquiva, los esfuerzos para producir una han aumentado. En 2017, por ejemplo, John Deere adquirió la tecnología CV agtech trailblazer Blue River, que ha logrado avances notables en robótica centrada en la lechuga.

Abundant Robotics

Ubicación: Hayward, California

Cómo se utiliza la agricultura y los robots agrícolas: El robot de vacío succionador de manzanas de Abundant Robotics puede parecer inicialmente brutal e impreciso en comparación con el refinado Vegebot de Cambridge, pero la apariencia extraña del artilugio, que se asemeja a un tubo de succión colocado en un tractor, oculta alguna tecnología avanzada.

Empleando una sofisticada visión por computadora, el robot traga manzanas maduras y evita a sus hermanos inmaduros. También está abierto a la asistencia de los agricultores, ya que, como señala Wired, su algoritmo se puede actualizar en función de los comentarios proporcionados por expertos en evaluación de madurez.

La recolección automatizada de manzanas enfrenta desafíos similares a los de la recolección de lechugas y fresas. Según el CEO de Abundant, Dan Steere, » requiere resolver una serie de problemas técnicos complejos en paralelo, desde identificar visualmente la fruta cosechable y manipularla físicamente para recogerla sin moretones, hasta navegar de forma segura por el huerto en sí.»

El pasado mes de marzo, el recolector de manzanas realizó su primer viaje comercial, en el campo de cultivo de frutas de Nueva Zelanda T& G Global.

Automatización de cosecha

Ubicación: Groton, Mass.

Cómo se utiliza la agricultura y los robots agrícolas: Todos esos encantadores acentos decorativos de hierbas, flores y arbustos en su centro de jardinería local son un gran negocio. El mercado de invernaderos comerciales está a punto de convertirse en una industria de 3 38 mil millones en los próximos cuatro años, y los productores están utilizando cada vez más robots para ayudar a satisfacer la alta demanda de mano de obra.

Fundada por antiguos empleados de Roomba inventors iRobot, Harvest Automation hizo su primer producto pensando en este mercado de rápido crecimiento. El robot HV-100 basado en el comportamiento maneja el importante, pero altamente repetitivo y extenuante trabajo de espaciar cultivos y plantas en contenedores. (Las plantas de invernadero necesitan espacio entre ellas para que crezcan gruesas, tupidas y resistentes, pero demasiado espacio significa que no se optimizan los pies cuadrados.) El HV-100 está diseñado para seguir funcionando incluso en las temperaturas abrasadoras y los entornos menos prístinos de los viveros que cultivan plantas ornamentales y frutas y verduras especiales.

Robots de deshierbe

Si alguna vez ha cuidado un jardín personal, es consciente de que el control de malezas es importante y difícil. Los agricultores comerciales también lo saben, pero a gran escala. Incluso cuando la rotación de cultivos es posible, muchos equipos grandes dependen al menos en cierta medida del uso de herbicidas. Pero dado el hecho de que las plantas pueden volverse resistentes a los herbicidas y los consumidores son cada vez más reacios a los alimentos tratados químicamente, no es una solución perfecta. Es por eso que los robots para el manejo de malas hierbas, incluidos los que incorporan inteligencia artificial avanzada para ayudar a distinguir entre cultivos y malas hierbas, son una opción atractiva.

Naio Technologies

Ubicación: Ramonville-Saint-Agne, Francia

Cómo se utilizan los robots agrícolas y agrícolas: Uno de los productores de vino más importantes del Viejo Mundo, Château Mouton-Rothschild es un mundo muy Nuevo cuando se trata del mantenimiento de viñedos. La famosa finca se encuentra entre varios viticultores que se han asociado con Naio Technologies para reclutar a Ted, el herbicida robótico a medida para vid de la compañía.

Eléctrico y con forma de U invertida, el Ted de larga duración gira simultáneamente sobre y alrededor de una hilera de vides, utilizando navegación por satélite RTK para mantenerse en curso. (Un dron mapea la parcela de tierra inicial que Ted inspecciona.) Cuchillas estándar de la industria y desmalezadoras de dedos corren a lo largo de la base, tirando de las malas hierbas no deseadas de las vides y, en consecuencia, disminuyendo la necesidad de herbicidas. Los primos robóticos de Ted incluyen al robot de deshierbe Oz y al robot vegetal Dino.

Nexus Robotics

Ubicación: Dartmouth, N. S.

Cómo está utilizando los robots agrícolas: Esta nueva empresa de Nueva Escocia jugó con David para algunos de los Goliats de programas de robótica más prestigiosos de América del Norte en el año pasado Competencia de bots agrícolas de hierbas y piensos. La entrada ganadora del premio mayor de la compañía, un robot autónomo que tira de malas hierbas llamado R2Weed2 (sí, lo has leído correctamente), emplea inteligencia artificial para diferenciar entre malas hierbas y cultivos para que los primeros se eliminen y los segundos se dejen crecer. A medida que se ejecuta, R2 también recopila datos que ayudan a los agricultores con el análisis del suelo y el monitoreo ambiental. Se informa que una versión comercial estará disponible a finales de este año.

Invernaderos robóticos / Robot Agrícola

En lugar de llevar robots al campo, uno de los próximos grandes avances en automatización agrícola llevará el campo a los robots.

A continuación se muestran dos startups costeras bien financiadas, una al Oeste y otra al Este, que están ayudando a plantar la semilla para un futuro de invernadero robótico. No todo se puede cultivar de esta manera, pero para ciertos cultivos las mejoras son sorprendentes. Ambas compañías prometen una disminución dramática en la cantidad de agua utilizada (entre un 90 y un 95 por ciento menos) para un rendimiento de cultivo equivalente, y ambas cuentan con ambientes interiores controlados que eliminan la necesidad de pesticidas. Así es como lo hacen.

Buey de hierro

Ubicación: San Carlos, California

Cómo se utilizan los robots agrícolas: Dentro de lo que la compañía describe como «la primera granja autónoma del mundo», un espacio de 8,000 pies cuadrados que se asemeja más a un laboratorio de investigación que a un campo de granja, dos robots conectados a las nubes supervisan el crecimiento de verduras de hoja verde (lechuga romana y butterhead, col china, col rizada, rúcula) y hierbas (albahaca, cilantro, cebollino, acedera, perejil), todas cultivadas dentro de pesadas vainas hidropónicas. Usando la visión por computadora y los sensores como sus «ojos», un robot hace el trabajo pesado, transportando las vainas a través de la instalación; el segundo analiza y selecciona las plantas individuales.

Todo sucede bajo luces LED de alta eficiencia y bajo la atenta mirada de una docena de científicos de plantas y robots en el lugar. La empresa respaldada por Y Combinator, fundada por dos ex alumnos de Willow Garage, afirma que el pequeño espacio puede producir tanto como una granja tradicional de un acre.

Iron Ox comenzó la producción en octubre pasado en sus instalaciones de estilo invernadero y comenzó a vender en su primera tienda asociada, un mercado en su ciudad natal San Carlos, unos meses después. El objetivo a largo plazo es establecer granjas adicionales cerca de otras áreas de alta demanda, lo que reduciría los costos de transporte de larga duración que existen cuando el cultivo se aísla a solo unas pocas regiones del país.

Bowery Farming

Ubicación: NYC

Cómo se utilizan los robots agrícolas: A diferencia de las cubas grandes y de bajo perfil en las que se cultivan los cultivos en Iron Ox, Bowery Farming acumula capas de bandejas, en el formato tradicional de cultivo vertical dentro de su Kearney, N. J., espacio creciente.

Pero también utiliza la robótica, la inteligencia artificial y el cultivo de verduras de hoja verde y hierbas con el mismo objetivo final en mente: abordar los problemas planteados por la escasez de mano de obra, el auge de la población y la agricultura centralizada.

Aquí, un sistema operativo patentado y una compleja gama de sensores recopilan datos y mantienen un equilibrio ultrapreciso de agua, temperatura, nutrientes y humedad. Al mismo tiempo, un equipo de agricultores verticales ayuda a cosechar y vigilar los cultivos.

La compañía, que ha recibido capital de inversión de celebridades como el chef Tom Colicchio y la CEO de Uber, Dara Khosrowshahi, vende sus verduras y hierbas en Whole Foods, Foragers y Westside Market. En el área metropolitana de Nueva York, también están disponibles a través de Peapod, Jet.com, Amazon y en dos de los restaurantes de alta gama de Colicchio.

Drones de Imágenes aéreas y Drones de Siembra de semillas

Las imágenes aéreas pueden ahorrar mucho tiempo a los agricultores al darles una vista panorámica de los cultivos; de esa manera, pueden obtener rápidamente una idea de la salud de la vegetación, los problemas de insectos, los diseños de riego y el crecimiento de malas hierbas. Incluso les permite determinar con precisión la cantidad de pesticidas que requieren los cultivos.

Los agricultores pueden utilizar una variedad de servicios de suscripción para acceder a estas valiosas imágenes de sobrevuelo (incluidas las térmicas, infrarrojas y NDVI) de sus campos, pero menos empresas han dado el salto completo en vehículos aéreos no tripulados (UAV). Eso es probablemente debido a las restricciones de la FAA en drones autónomos, que requieren que los pilotos estén listos de inmediato para tomar el control de un dron. Las pequeñas aeronaves no tripuladas también deben mantenerse dentro de la línea de visión de un posible piloto cuando están en el aire.

Pero están ahí fuera, si aún no en grandes números. Aquí hay algunas empresas que demuestran que hay algo en el aire cuando se trata de imágenes agrícolas, siembra de semillas y siembra de nubes.

American Robotics

Ubicación: Marlborough, Mass.

Cómo se utilizan los robots agrícolas: American Robotics, una de las varias empresas del área de Boston que hacen notables avances en tecnología agrícola, es el equipo detrás de Scout, un dron de imágenes aéreas que se adapta al modelo llamado «dron en una caja».

Entre vuelos, Scout vive dentro de una caja resistente a la intemperie, donde se autocarga y procesa (a través de edge computing) todos los datos que recopila. Cuando toma vuelo para examinar los campos, la parte superior de la caja se abre y el dron totalmente autónomo se levanta, utilizando inteligencia artificial para trazar y conducir la carrera. Durante las misiones, que se pueden programar o lanzar a pedido, Scout recopila datos de estrés de los cultivos que los agricultores pueden usar a lo largo del ciclo de vida de un cultivo. Es el tipo de vigilancia aérea que sigue siendo una faceta clave en el creciente campo de la llamada agricultura de precisión.

Taranis

Ubicación: Tel Aviv

Cómo se utilizan los robots agrícolas: Dadas las restricciones de la FAA sobre drones autónomos, tal vez no sea sorprendente que algunos de los principales proveedores de vehículos aéreos no tripulados centrados en la agricultura tengan su sede fuera de la UU.y atender a una clientela internacional. Eso incluye Taranis, con sede en Israel, que ha llevado sus escaneos de alta resolución a los agricultores de Europa, América del Sur y América del Norte. Junto con aviones más tradicionales, la compañía opera drones que utilizan visión por computadora y ciencia de datos para monitorear el estrés de los cultivos y mejorar las capacidades de identificación.

UAV Systems International

Ubicación: Las Vegas

Cómo está utilizando los robots agrícolas: Cualquier piloto de UAV que quiera volar un dron que pese más de 55 libras al despegue (incluida la carga) debe solicitar una exención especial a través de la F. A. A. Eso significa que los agricultores no exentos que desean esparcir semillas con drones sobre su superficie están limitados en la cantidad de libras de semillas que pueden esparcir en una sola tirada. Sin embargo, varios fabricantes han desarrollado drones comercializados específicamente para ese propósito.

UAV Systems International vende dos drones que esparcen semillas y fertilizantes, uno con una capacidad de carga útil de aproximadamente cuatro libras y otro con una carga útil de aproximadamente 11 libras. Ambos tienen un alcance de vuelo de dos millas y un límite de 20 minutos, según la compañía. Los vehículos aéreos no tripulados también comercializan drones rociadores de cultivos y drones de vigilancia que inspeccionan la salud de los cultivos.

Instituto de Investigación del Desierto

Ubicación: Reno, Nev.

Cómo se utilizan los robots agrícolas: La siembra de nubes se trata de hacer llover, literalmente. El concepto se remonta al menos a 1946, cuando el Dr. Bernard Vonnegut descubrió que, bajo ciertas condiciones, la introducción de partículas de yoduro de plata en las nubes podría estimular la creación de cristales de hielo, lo que podría precipitar la precipitación. (Dato curioso: Bernard era hermano de la leyenda literaria Kurt Vonnegut. Pero décadas después, el proceso todavía tiene críticos que señalan que abundan las variables y que es difícil medir cuánta lluvia o nieve es en realidad el producto de una semilla de nube. (La práctica de modificación del clima también tiene aplicaciones militares y, cabe señalar, está prohibida internacionalmente para su uso en la guerra ). Pero a medida que las sequías empeoran, las agencias gubernamentales siguen intentándolo. En julio, la junta de mitigación de desastres de Indonesia utilizó la siembra de nubes en un intento de salvar los cultivos afectados por la sequía.

Hoy en día, las nubes se siembran utilizando aviones, generadores terrestres o botes propulsados por pistolas o cohetes, pero los científicos también están explorando si los drones pueden manejar la tarea. En 2017, el Instituto de Investigación del Desierto, parte del sistema de educación superior de Nevada, en conjunto con Drone America, lanzó un dron no tripulado que siembra nubes durante una pelea autónoma de una hora de duración y más allá de la línea de visión desnuda de los investigadores.

«Alcanzar este hito», dijo Mike Richards, presidente y CEO de Drone America, » nos permite centrarnos ahora en vuelos de mayor altitud y mayor distancia; así como los desafíos extremos de volar nuestros aviones de ala fija no tripulados avanzados en el clima duro y helado que viene con condiciones óptimas de siembra de nubes invernales.»

Imágenes a través de redes sociales y sitios web de empresas.