Robots cosecharan las 24 horas del día.
Impulsados por la escasez de trabajadores calificados y el aumento de los salarios en todo el mundo, los investigadores de robótica y los productores hortícolas se están asociando para desarrollar robots que mejoren la productividad de la fuerza laboral humana.
Según los titulares, podría pensar que los robots están a punto de reemplazar a los trabajadores humanos recolectores de frutas, verduras y flores, resolviendo así las dificultades que tienen los agricultores para contratar mano de obra para traer la cosecha. La realidad es algo diferente. Los robots que pueden cosechar cultivos hortícolas en masa pueden tardar al menos cinco años, pero los prototipos ya están funcionando en campos, invernaderos y túneles de polietileno para plantar esquejes, controlar enfermedades, recoger bayas y ayudar en el proceso de reproducción.
Discernir la visión robótica es clave al diseñar un robot recolector o recolector. Las mejoras en los algoritmos de visión artificial y el uso de cámaras multiespectrales están ayudando a los últimos robots a encontrar sus objetivos en un cultivo mucho más rápido. Los primeros bots diseñados en las instalaciones de investigación hortícola holandesa de la Universidad de Wageningen decidieron comenzar con pimientos amarillos, lo que se podría llamar la ‘fruta madura’. Enseñar a una cámara en un robot a encontrar pimientos amarillos o rojos en un cultivo de hojas verdes es relativamente simple en comparación con la tarea que se propuso Farshid Amirabdollahian, profesor de interacción humano-robot en la Universidad de Hertfordshire.
Al trabajar con uno de los mayores productores de pepinos del Reino Unido, sus robots tuvieron que aprender a encontrar una fruta verde a menudo parcialmente enmascarada por hojas verdes. Él equipó su robot con una cámara estéreo que también es sensible a la luz infrarroja, que proporciona más información sobre la textura, lo que ayuda al robot a diferenciar entre frutas y hojas. “Entrenar el algoritmo de aprendizaje automático es minucioso y laborioso, ya que implica etiquetar a mano miles de imágenes”, dice.
Una correcta identificación por parte del prototipo da la ubicación exacta de cada fruto, lo cual es vital para la siguiente etapa, la tarea más difícil de cosechar un fruto sin dañarlo. El laboratorio de Amirabdollahian está diseñando una herramienta de corte y agarre para el brazo robótico, probablemente usando succión, y apunta a pruebas de campo dentro de dos años de un robot que puede cosechar una fruta cada 30 segundos. No es exactamente rápido, pero Amirabdollahian dice que el mejor robot holandés actualmente tarda aproximadamente un minuto en localizar y cosechar un pepino.
Teniendo en cuenta que los humanos capacitados pueden recoger un pepino cada 3-4 segundos, parecería que la fuerza laboral humana tiene poco de qué preocuparse, pero Amirabdollahian y su socio productor comercial, Glinwell (un proveedor de Tesco), calculan que un robot solo tiene que bajar a 10 segundos por fruta para competir, ya que podrá trabajar 16 horas al día o más. También es posible que los robots trabajen lentamente durante la noche.
Un futuro robot de pepino incluso podría vincularse al sistema de control ambiental en el invernadero que proporciona nutrición a las plantas en crecimiento y asegura que el ambiente esté libre de plagas y sea óptimo para el crecimiento, controlando la ventilación y la sombra cuando sea necesario.
La cosecha internacional de fresas ha sido el foco de Dogtooth Technologies, una empresa derivada de la Universidad de Cambridge que se encuentra a la vanguardia de la recolección robótica de bayas, con decenas de robots ahora de generación 3 desplegados en Kent en el verano británico, y en Australia durante el invierno del Reino Unido. “Escoger frutas delicadas como fresas y frambuesas requiere agudeza visual, destreza y la capacidad de trabajar en un entorno no estructurado”, dice el cofundador y director ejecutivo Duncan Robertson. “Las bayas están suspendidas en estructuras de tallos complejos y rodeadas de follaje. Un robot recolector debe entender la complejidad para encontrar y recoger la fruta. El punto de corte en el vástago puede tener solo 2 mm de ancho y debe ubicarse con precisión junto al brazo robótico de recolección para cosechar sin causar daños ”.
Dogtooth ha desarrollado un sistema de visión artificial de vanguardia para control robótico que es objeto de una solicitud de patente, pero Robertson desea señalar que una gran parte del desafío es más peatonal: construir robots que puedan funcionar de manera robusta y confiable en el exterior. en lluvia y barro, durante muchas horas al día. Teniendo en cuenta que sus complejos robots tienen tantas partes como un automóvil familiar, y que solo han estado en desarrollo durante cinco años, eso es todo un logro. “Nuestros robots están construidos como tanques, para manejar cualquier terreno”, dice. Robertson cree que es inevitable que la mayor parte de la cosecha mundial de bayas sea recolectada por robots antes del final de esta década.
Un recolector de fresas humano cuesta 50 centavos para recolectar un kilo de fruta y los robots de Dogtooth tienen que recolectar a un costo comparable para ser competitivos. Pero los robots brindan otros beneficios: la uniformidad de la clasificación y el control de calidad, y la recolección nocturna cuando las temperaturas son más bajas, lo que da como resultado frutas con una vida útil más larga. Y a medida que avanzan por el cultivo, también pueden recopilar datos que son valiosos para el productor: monitoreando y mapeando las bayas aún inmaduras, para predecir el rendimiento futuro, ayudando a los productores a negociar mejores precios.
Marc Hanheide, profesor de robótica inteligente y sistemas interactivos en la Universidad de Lincoln, se centra en mejorar la productividad de la fuerza laboral existente. Allí dirige el proyecto RASBerry (Robótica y sistemas autónomos para la producción de Berry). “Está muy bien que los políticos digan ‘traigan los robots’, pero todavía no hemos llegado a ese punto. Puedo ver un momento en el que los robots podrían recoger el 80 por ciento de la cosecha y los recolectores humanos entrarían para recoger el 20 por ciento restante. Es un modelo operativo muy diferente para los productores. Los robots pueden hacer que los recolectores humanos existentes sean mucho más eficientes ”, dice.
Hanheide trabaja en colaboración con el socio de comercialización Saga Robotics, una empresa noruega de robótica de campo. Los recolectores de frutas dedican hasta el 20 por ciento de su tiempo a transportar bandejas de bayas a los almacenes refrigerados de la granja. Eso tiene que hacerse repetida y rápidamente para mantener una buena vida útil en el supermercado para las frutas, y es una tarea ideal para un robot. Las bandejas que se dejan al sol en el campo se deterioran rápidamente. Una hora al sol equivale a un día menos de vida útil. “Cuando hay cajas listas para ir a la unidad de refrigeración, el recolector llamará al robot, que es un diseño modular con ruedas llamado Thorvald que puede equiparse con varios sensores, cámaras y brazos de acuerdo con su tarea en la granja. Tenemos que anticipar las interacciones entre los humanos y los robots en el campo. Pueden ver al robot como un competidor
