Resumen

La producción agrícola hoy en día se apoya principalmente de la maquinaria y el tipo de esparcimiento es manual lo cual no permite que exista un ahorro de las semillas, pero si nosotros construimos un prototipo robótico capaz de esparcir las semillas exactas en el surco habrá un ahorro de estas lo cual beneficiara al agricultor en cuanto al tiempo y el dinero utilizado en estas.

El prototipo que utilizamos está hecho con un set principal EV3 de Lego Education lo que permite que el robot pueda desarrollar diversa tareas en el campo según la necesidad del agricultor, mediante este diseño se optimiza el numero de semillas que se destinan al surco.

Hoy en día el precio o renta de la maquinaria es muy elevado por lo que para muchos agricultores se les complica el comprar o rentar este tipo de maquinarias. Mediante el uso de un set principal Lego Education EV3 y un software para este, se puede elaborar un prototipo alterno que cumpla la función de esparcir las semillas en los surcos.

El tamaño que tiene el robot, que es de 31 cm de ancho y 20 cm de largo, no representa un problema en cuanto al terreno donde se desarrolla, ya que en lugar de utilizar llantas se emplearon orugas para una mayor tracción sobre la tierra.

Lo que permite que el robot y el brazo puedan realizar su tarea es la programación que en este caso se hizo uso de 25 bloques de avance y 6 bloques de motor mediano lo cual permite que el robot se adapte al terreno o espacio donde los agricultores lo quieran utilizar.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Actualmente el costo de las maquinarias es muy elevado y muchos agricultores no tienen la posibilidad de adquirir este tipo de maquinaria. El más accesible es el método de siembra  mecánico que solo consiste en hacer surcos con un tractor y realizar el esparcimiento al voleo que no permite una buena optimización de las semillas.

En los aspectos de la preparación del terreno son la profundidad  de la tierra, la distancia de la siembra, la época de la siembra y si la siembra es directa o indirecta. Los nuevos avances de empresas americanas en equipos de siembra han sido una gran novedad ya que han logrado remplazar el sistema distribuidor de semillas  convencional que puede  ser mecánico o neumático y junto con el caño de bajada que traslada la semilla. La maquinaria más nueva se llama “air drill” es muy eficiente en sus tareas solo que sigue desperdiciando muchas semillas y su  costo es extremadamente elevado.

La agricultura es una actividad que depende de la población mundial la cual se estima se situé en 9.200 millones de personas, este es un enorme reto pero solo es posible incorporando nuevas tecnologías.

Existe una compañía llamada “LEGO Education” la cual diseño un tipo de robot programable y armable a base de piezas LEGO. Su costo es elevado, pero si se adquiere se le puede dar un buen uso en la agricultura ya que es ecológico y eficiente en la realización de sus tareas en los sembradíos. Además “LEGO Education” desarrollo un software de programación llamado EV3 en el cual se puede llevar a cabo una programación con mayor  exactitud para las tares del robot

Antecedentes

El uso integral de las tecnologías permitirá que los jóvenes se arraiguen a la tierra y vean el campo como un espacio lleno de oportunidades de desarrollo para ellos y sus familias.

La aplicación de tecnología acercará más a los jóvenes al campo. El campo mexicano se enfrenta a grandes desafíos: tener disponibilidad de agua, aumentar la producción, al mismo tiempo que se reduce el uso de fertilizantes químicos y erradican melazas agresivas, para ello, tiene que hacer uso de la biotecnología, que es un recurso tecnológico que permite reforzar las acciones de trabajo para mantener en ascenso la producción agrícola.

Entre los beneficios que aporta la biotecnología se encuentran: generar productos de mayor calidad a bajo costo, así como reducir el impacto negativo en el medio ambiente. Esta importante área se apoya en tecnológicas y estrategias complementarias, como la ingeniería genética.

Asimismo, la inversión en tecnología, innovación e infraestructura productiva permite construir una cadena de valor que auténticamente haga que el campo mexicano despegue, un ejemplo de ello es el Componente de Tecnificación del Riego, que ha logrado beneficiar la calidad de vida de las familias rurales al permitir ahorros en agua para uso agrícola y una mayor productividad en los cultivos.

Actualmente se encuentran tecnificadas cerca de 450 mil hectáreas y la meta es llegar a las 520 mil hectáreas. La tecnificación del riego tiene un mensaje solidario con el medio ambiente y productivo, ya que aproximadamente el 80 por ciento del uso de agua en el mundo es en el sector agrícola, esto es consolidar dos objetivos: sustentabilidad y rentabilidad.

En términos de tecnología digital, y con el objetivo de que el campo no se rezague se busca generar innovaciones que beneficien directamente a los productores, tal es el caso de las aplicaciones móviles “SAGARPA PRODUCE” y “SAGARPA MERCADOS”, herramientas con las que se transformará la manera en que los productores ven y viven este sector estratégico del país.

Los ocho estados que destacan en valor de la producción con innovación de tecnología en el campo mexicano son: Sonora, Baja California, Chihuahua, Sinaloa, Jalisco, Tamaulipas, Michoacán y Guanajuato.

El secretario José Calzada Rovirosa encabezó un encuentro con legisladores federales de diversas comisiones.

La tecnificación del campo es la vía que permite impulsar su productividad y obedece a una instrucción del Presidente de la República, Enrique Peña Nieto, para hacer de este sector un ámbito más competitivo y rentable para los productores, puntualizó el secretario de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación, José Calzada Rovirosa.

Al encabezar un encuentro con legisladores federales de diversas comisiones, el secretario Calzada Rovirosa reiteró sus críticas hacia el precandidato Republicano a la Presidencia de Estados Unidos, Donald Trump, al afirmar que uno de los motivos del malestar del precandidato estadounidense hacia nuestro país es la relevancia que ha adquirido México en el comercio agroalimentario, esto al alcanzar ya un superávit de más de cinco mil millones de pesos en la balanza comercial de este tipo de productos con aquella nación.

El secretario de agricultura expresó también que la creación de mayor infraestructura en el ámbito rural, aunado al impulso de la tecnificación del campo, fomentan un mayor valor agregado en los bienes producidos en este sector y garantizan alimentos con mejores estándares de calidad e inocuidad.
Refirió que México ocupa ya el sexto lugar mundial en tecnificación del riego, con una superficie de alrededor de seis millones de hectáreas, por lo que el reto es seguir aumentando el número de hectáreas con este tipo de mecanismos que ayudan a consolidar un campo más productivo y sustentable.

Expresó que a nivel nacional la superficie tecnificada representa alrededor de 30 por ciento de las 22 millones de hectáreas que son sembradas en el país.

Subrayó que hoy el campo mexicano está transitando de un modelo de agricultura familiar hacia un sistema tecnificado, lo cual es impulsado con dinamismo por el Gobierno de la República, a través de la SAGARPA.

Aseveró que la tecnificación genera mayores recursos a los pequeños productores, por lo que una de las tareas de la dependencia federales acercar a los productores a las nuevas tecnologías e innovaciones que se desarrollan para el campo.

Calzada Rovirosa indicó que estas acciones se ven reflejadas en un incremento en el valor de las exportaciones, en particular en el sector agropecuario, las cuales obtuvieron un incremento de 26 por ciento en febrero de este año, en comparación con lo obtenido en el mismo mes del año previo. Reconoció también el apoyo otorgado por los legisladores para el impulso al sector agroalimentario y reafirmó su compromiso por trabajar a favor del campo.

¿A qué se refiere la mecanización y tecnificación en campos y mares?

Los conceptos mecanizar y tecnificar, hacen referencia, el primero al uso de máquinas en la producción industrial, agrícola, etc., con objeto de emplear menos tiempo y esfuerzo; el segundo a proveer de recursos técnicos a una actividad determinada para mejorarla o modernizarla.

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En México la mecanización del sector primario ha permitido aumentar su productividad y garantizar el dinamismo de las actividades agropecuarias, por lo que, mediante la entrega de apoyos del Programa de Innovación y Desarrollo Tecnológico, la gente del campo ha podido adquirir tractores para facilitar su labor.

Asimismo, dentro de la mecanización, encontramos la modernización de las embarcaciones pesqueras, que incluye sustitución de motores marinos y fuera de borda, adquisición de infraestructura y equipo acuícola y para pesca, sustitución de redes de enmalle por artes de pesca selectiva.

Por otro lado, en el sector agropecuario, pesquero y acuícola, la tecnificación es una vía que permite impulsar su productividad para hacerlo más competitivo y rentable para los productores y puede, en los hechos comprobarse, por ejemplo, con el apoyo para crear una mayor y mejor infraestructura.

También cuando se fomenta un mayor valor agregado en los bienes producidos en este sector y se garantizan alimentos con mejores estándares de calidad e inocuidad.

En este aspecto entra la tecnificación de sistemas de riego, en la que México ocupa el sexto lugar mundial, con una superficie de alrededor de seis millones de hectáreas. A nivel nacional la superficie tecnificada representa alrededor de 30 por ciento de los 22 millones de hectáreas que son sembradas en el país.

En la tecnificación del campo y mares, se incluyen los apoyos por extensionismo, capacitación, transferencia tecnológica, paquetes tecnológicos que incluyen los elementos e insumos necesarios para el desarrollo de la actividad para la cual están elaborados y dirigidos.

El uso principal de la tierra agrícola es la producción de alimentos. Además de dicha tarea, la agricultura desempeña una mano en el mantenimiento del tejido social de la vida rural, junto con la adición de la viabilidad económica de las zonas rurales. Las comunidades agrícolas son uno de los pilares de la actividad económica en casi todas las regiones del mundo. Además de proporcionar alimentos y otros productos, son un grupo socio-económico importante, ya que provee de bienes de primera necesidad de subsistencia tanto de las comunidades urbanas como de las comunidades rurales. Se ha dicho que, la convergencia entre tecnologías e innovaciones que afectan el desarrollo económico y social de la agricultura, es un tema nodal para la investigación internacional sobre la estabilidad y seguridad alimentaria global. El Informe del Banco Mundial (2008) sobre el impulso agrícola sugiere “que la escasez mundial de alimentos es probable que afecte fuertemente en primer lugar las comunidades agrícolas no adoptan las intervenciones de las nuevas tecnologías” ha puntualizado que los sistemas sociales y la inclusión digital podrían fomentar un cambio de comportamiento de los grupos menos integrados hacia las tecnologías, que motivaría a las personar a utilizarlas continuamente. Con ello, y a través del tiempo será posible mejorar la adopción de ciertas tecnologías –por ejemplo lo veremos en nuestro caso particular entre los productores agrícolas- y así superar los problemas de la “brecha digital” los cuales persisten y no tienen una única respuesta.

Las inversiones públicas y privadas, la planificación del uso de la tierra, una ordenación eficaz de los recursos hídricos, una infraestructura rural adecuada, incluido el riego, y el fomento de fuertes cadenas de valor agrícola y la mejora del acceso de los agricultores a los mercados y a la tierra, así como políticas e instituciones económicas que los apoyen a nivel nacional e internacional; Prestando apoyo a los productores en pequeña escala, incluidas las mujeres, para aumentar la producción de una amplia gama de cultivos y ganado tradicionales y de otro tipo, y mejorando el acceso de esos productores a los mercados, otro  aspecto  es los  alimentos para abastecer a la población rural y urbana; el total de tierras correspondientes al campo es de 1, 943,950 km, y de esa cantidad el 54.9% se destina a la agricultura. Lo anterior hace que cada vez sea más necesario buscar alternativas de producción y rendimiento agrícola que garanticen el abastecimiento. Otra realidad es que el campo se ha quedado paulatinamente sin mano de obra ya que nuestro país ha registrado una baja en comparación con años anteriores, donde el 13% de la población total se dedica a laborar en el ámbito agrícola. Paralelamente el precio de los alimentos básicos se ha duplicado manteniendo un precio elevado y obteniendo su precio más alto en el año de 2010.  Con datos de FAO, 20144 Según Bernard Kilian el costo de los productos “tenderá a aumentar en este periodo y frenará hasta el 2050 por la acción de diversos factores tales como el aumento de los salarios a nivel mundial, la sobrepoblación y el cambio climático”. En ese tenor cabe mencionar que diversos organismos internacionales han puesto la mirada sobre América Latina. Uno de ellos es el Banco Interamericano de Desarrollo (BID) nombrando en 2014 a la región como “la despensa del mundo”. Según el banco, la región conformada por América Latina y el Caribe (ALC): … es rica en tres de los ingredientes más importantes para la agricultura: tierra, agua y hábitat natural. La región de ALC posee un tercio de los recursos de aguadulce del planeta, más que cualquier otra región en desarrollo si se mide sobre una base per cápita. También cuenta con un tercio de la tierra del mundo que ha sido identificada con potencial mediano a alto para la expansión sostenible de área cultivada y una participación del 36 por ciento de la tierra que está en un tiempo de viaje de seis horas hasta el mercado. Entre los temas más relevantes y que de alguna manera tienen que ver con la implementación de las TIC es la sostenibilidad (agricultura de conservación) e incentivar a pequeños agricultores es fundamental, tal como lo señala la ONU: Un estudio realizado recientemente por la BID indicó que el posible impacto de las recientes alzas en los precios de los alimentos a nivel internacional podría desencadenar una desaceleración de la inflación en varios países de ALC, en especial en países importadores netos de alimentos en la subregión centroamericana y del Caribe, en donde las importaciones de los alimentos están por encima del 75% de aporte calórico de los alimentos y donde los alimentos ocupan gran parte de los gastos del hogar. Para tratar de compensar el déficit alimentario en países subdesarrollados primero se tiene que observar cómo ha aumentado el gasto en importación de alimentos. Esto ha mermado tanto la producción agrícola nacional como los hábitos alimenticios de la población. En el mismo sentido, se han incrementado los precios de los alimentos, creando así crisis alimentarias al interior de los países. Dicho lo anterior, cabe destacar que tres países de la región concentran el 75% de la producción en la región, pero que sin embargo “a pesar de su gran volumen de exportación, México es todavía uno de los pocos países importadores netos de alimentos en América Latina” lo cual es resultado de la falta de políticas para el óptimo desempeño  Según el BID significa que las tierras mantengan la capacidad de producción en el transcurso del tiempo BID 2014:8 INFOTEC. Centro de Investigación e Innovación en Tecnologías de la Información y Comunicación Cuaderno de trabajo. Número 07 / diciembre de 2015 9 de la agricultura a nivel nacional: “la incorporación de la tecnología en las zonas rurales ha ayudado a incrementar la productividad de la labor agrícola en la región. (…) Este sector agrícola dinámico y estructurado por la tecnología moderna coexiste en las zonas rurales en donde lo que más predomina es la agricultura familiar.” porcentaje de gasto en alimentos, han reducido o mantenido sus niveles de importación, México en cambio, ha elevado sus importaciones. Es importante señalar que los productos que más se importan en nuestro país son el maíz, el trigo y semillas de soya y la  producción de alimentos en los países de América Latina analizados, ha estado condicionada fuertemente por tres factores interdependientes: los índices fluctuantes en los precios, la importación de alimentos, factores de mejora en la productividad. Uno de los retos más grandes será entender y contrastar esta realidad global e intentar aterrizarla a la cambiante realidad mexicana, donde, por muchas razones estructurales, el desarrollo agrícola no ha estado dentro  de las expectativas. Uno de los sectores más desprotegidos a nivel nacional ha sido el orientado al medio de producción agrícola y campesino rural. Algunos de los cambios en la política agraria mexicana nos ayuda a entender cómo funciona el sector, de qué carece, y hacia dónde se encamina. La historia del agro mexicano, es un proceso de larga duración, en el cual, diversos acontecimientos en el tiempo han marcado la importancia del territorio, y de los actores que la poseen. Asimismo, ha impactado socioculturalmente en la concepción de territorio. Este hecho es importante ya que, define la relación hombre-tierra, hombre agricultura, en los diferentes niveles del proceso de cultivo. La cultura es un factor que restringe la adopción de nuevos modelos, y en concreto, la adopción de las tecnologías de la información y comunicación en el campo, por lo menos para el caso de los pequeños productores. Se sabe que, durante un largo periodo de tiempo, se instalaron haciendas ganaderas y de cultivo, principalmente de maíz, frijol y trigo que perduraron como modelo “gran propiedad” los cuales tuvieron su mayor auge durante el porfiriato en todo el territorio nacional. Luego, con la llegada de la Revolución Mexicana, el funcionamiento del sistema agrario cambió, dividiéndose en ejido y pequeña propiedad, gracias a la repartición que la Revolución había propiciado: … a pesar de su fraccionamiento, parcelación y asignación individual a los ejidatarios, y de las numerosas adecuaciones que se fueron introduciendo a partir de 1917 en las formas de concebir el ejido para poder avanzar en el reparto agrario, seguía inalterable la noción y convicción de que la tierra era de la nación y que se otorgaba al pueblo y a las cabezas de familia para su dominio bajo el régimen ejidal. De aquí la firmeza de la concepción generalizada de que el ejido no debía ser vendido por los ejidatarios y ni siquiera por el pueblo.

A partir de 1920 la estructura del campo continúa con una estructura latifundista. El campo comienza a trabajarse como una especie de grand farming norteamericano, con la diferencia de que no se obtienen los resultados esperados, similares a los del país del norte, sino que se crean pequeñas propiedades de tierra privadas.

Entre 1934 y 1940 se inicia el reparto agrario y la configuración de un nuevo modelo de organización del campo; al mismo tiempo entra una política compensatoria que tiene como resultado la merma de la producción ejidal, pues esta dependía ya de la capacidad de cada ejido. Alrededor de 20 años pasaron para que los logros de la revolución y de aquellos que seguirían sus ideales -como el presidente Lázaro Cárdenas con la revolución constitucionalista y las diversas acciones como la creación del Consejo Técnico de educación agrícola – pudieran iniciar. De esta manera, se abrió paso a la capitalización de las industrias, más aún, a la capitalización de las zonas agrícolas con una serie de reformas que empezaron con Cárdenas y continuaron el en periodo presidencial de Manuel Ávila Camacho.

DRONES & ROBOTS – NUEVAS TECNOLOGÍAS EN AGRICULTURA

Si hasta ahora los sistemas de cultivo habían avanzado considerablemente, en las próximas décadas el cambio será radical. Una de las incorporaciones como herramienta de trabajo será la de los “drones”, pequeños aviones no tripulados, que ya empiezan a utilizarse en algunos lugares, junto a “robots” con diferentes formas y funciones, así como numerosas nuevas herramientas y tecnologías que contribuirán a desarrollar e implantar una nueva “agricultura”.

En este pequeño artículo, queremos daros a conocer multitud de iniciativas, proyectos, herramientas y tecnologías que están siendo desarrollados e incluso probados o puestos en práctica en diferentes partes del mundo, España incluida, seguro a muchos nos parecerá interesante…

• El robot que revolucionará la industria del vino: VineRobot verá la luz en 2016, y será un robot terrestre único en sus características, dotado con sensores “no invasivos” capaces de obtener y transmitir información sobre el estado del viñedo con precisión nunca antes conseguida. Podrá determinar con total precisión qué zonas del viñedo se deben regar, y en qué cantidades, lo que influirá en una producción de más calidad y también en un ahorro de agua… Está desarrollado por el Grupo Televitis de la Universidad de La Rioja
• Utilizan drones para diagnósticos de nitrógeno en cultivo de maíz: se utilizan drones para detectar las recomendaciones de fertilización nitrogenada. El sistema consiste en tomar imágenes aéreas, pudiendo analizarse y establecerse la metodología de recomendación de abonado.
• Un robot fertiliza los campos de maíz en Estados Unidos: Rowbot es una máquina autónoma, capaz de aplicar el fertilizante justo cuando el cultivo más lo necesita, evitando de esta manera tener que utilizar tractores y reduciendo además la cantidad de producto necesario. Con el robot, también se consigue rebajar la cantidad de nitrógeno con el consiguiente beneficio para el medio ambiente… Desarrollado por ROWBOT & CARNEGIE ROBOTICS

Una empresa estadounidense está utilizando un robot para aplicar fertilizante a explotaciones de maíz. La compañía ROWBOT, en Minnesota, ha desarrollado una máquina autónoma capaz de aplicar el fertilizante justo cuando el cultivo más lo necesita, evitando de esta manera tener que utilizar tractores y reduciendo además la cantidad de producto necesario. Con el robot, también se consigue rebajar la cantidad de nitrógeno con el consiguiente beneficio para el medio ambiente. El equipo va equipado con un GPS que detecta cuándo se ha llegado al final del campo y utiliza un escaneado láser para evitar golpear las plantas durante el trabajo.

El desarrollo de este robot ha sido posible gracias a una joint venture entre ROWBOT y CARNEGIE ROBOTICS. Solo este verano, se han  conseguido fertilizar más de 20 hectáreas de maíz con un coste de alrededor de 15 euros por hectárea (más el coste del fertilizante).

El uso de drones y robots en la agricultura va ganando terreno en los últimos años. Algunas de estas máquinas son aéreas y permiten al agricultor detectar problemas a una alta resolución. La compañía está preparándose para poner en marcha un plan cuyo objetivo es llevar estos robots a granjas en una escala industrial, ampliando además la capacidad de los sensores de los equipos. También se están realizando pruebas para que los equipos puedan plantar semillas en los campos de maíz de cara a las cosechas de otoño.

• Drones: revolución agrícola desde el aire: investigadores de la Universidad Estatal de Míchigan (MSU) están usando su primer vehículo aéreo no tripulado para ayudar a los agricultores a maximizar los rendimientos mediante la mejora de la gestión del nitrógeno y del agua y la reducción del impacto ambiental como la lixiviación de nitratos o de las emisiones de óxido nitroso.
• Diseñan un robot “alimentado”con energía solar para cultivar hortalizas: Ladybird (mariquita en inglés), es como se llama el robot que a través de sus cámaras analiza la humedad, realiza análisis de suelos, comprueba los nutrientes de las plantas, detecta la existencia de plagas o avisa de la presencia de malas hierbas, entre otros parámetros. Desarrollado por la Universidad de Sydney, Australia.

University of Sydney robotics expert Professor Salah Sukkarieh has been awarded “Researcher of the Year ” by the Australian Vegetable Industry ‘s peak body Ausveg for his work on intelligent farm robots, in particular the”Ladybird”.

The “Ladybird ” was designed and built specifically for the vegetable industry with the aim of creating a ground robot with supporting intelligent software and the capability to conduct autonomous farm surveillance, mapping, classification, and detection for a variety of different vegetables.

Professor Sukkarieh who leads a research team dedicated to the advancement of agricultural robotics says his group aims to redefine key areas of field robotics such as sensory technology, materials development and complex autonomous mechanisms.

He says the automation of on-farm processes is poised to play a decisive role in minimising input and maximising output of future agriculture. Automation can help to increase efficiency and yield, by having many of the manual tasks of farming performed by specially designed agricultural robotic devices.
“Ladybird focuses on broad acre agriculture and is solar-electric powered. It has an array of sensors for detecting vegetable growth and pest species, either plant or animal.

She also has a robotic arm for the purposes of removing weeds as well as the potential for autonomous harvesting,” says Professor Sukkarieh.

According to Professor Sukkarieh the Ladybird’s first field trip recently conducted in Cowra was a success.

“The robot was able to drive fully autonomously up and down rows and from one row to the next, while gathering sensor data. Sensors include lasers, cameras and hyper spectral cameras.

Part of our research program is to find new ways to provide valuable information to growers about the state of their paddocks.

The solar-electric powered bot was charged before heading to the onion, beetroot and spinach farms of Cowra and was fully operational for three consecutive days on the farm.

Future testing of the Ladybird will included a robot manipulator arm located under the vehicle that has potential for spot sensing or spot sampling and looking towards automated harvesting.

An international expert on field robotics and intelligent systems, Professor Sukkarieh will this week address the PMA Fresh Connections conference, held in Auckland, New Zealand – Australasia ‘s largest pan-industry fresh fruit, vegetable and floral trade show.

As part of the University ‘s  Charles Perkins Centre novel research collaborations Professor Sukkarieh is also working with colleagues from Veterinary Science, Agriculture, Science and Business, to develop new ideas and technologies that will improve our complex food production systems.

• Desarrollan un robot para coger pimientos en invernadero: en la Universidad de Wageningen (Holanda) se ha desarrollado un robot capaz de coger en invernadero, de un modo totalmente autónomo, los pimientos que han llegado a su punto óptimo de madurez. La localización de los pimientos se lleva a cabo a través de dos cámaras que obtienen toda la información necesaria, con datos en tres dimensiones, colocándose el brazo robótico en la posición exacta para cortar el pimiento. El robot ya ha sido probado con éxito en un invernadero comercial
• Un robot agricultor para mejorar la producción de cultivos: el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) de Argentina ha creado un robot con inteligencia artificial para invernaderos que busca mejorar la producción de cultivos intensivos a escala de plantas mediante la gestión eficiente de recursos y su planificación. Tiene la capacidad de “hacer mapas 3D, desplazarse, planear sus actividades y fertilizar, pero mañana podrá cortar, podar…”.

·                    El INTA creó un robot todo terreno para cultivos intensivos

Es una plataforma con inteligencia artificial que puede desplazarse, hacer mapeos 3D, fertilizar y hasta podar. Se presentará del 4 al 6 de octubre en INTA Expone Patagonia, en Trelew, donde los visitantes votarán su nombre.

¿Te gustaría ponerle nombre a un robot? Si es tu caso, esto puede interesarte. El INTA creó un robot con inteligencia artificial para invernáculos, que permitirá mejorar la producción de cultivos intensivos como hortalizas, aromáticas y flores. Va a presentarse en INTA Expone Patagonia –la mega muestra que el instituto realizará del 4 al 6 de octubre en la ciudad de Trelew (Chubut)– y los visitantes podrán elegir por votación cómo se llamará este invento argentino.

El padre de la criatura es Ricardo Garro, especialista en robótica del INTA Anguil, quien desarrolló esta pieza nacional de inteligencia artificial para asegurar la gestión eficiente de recursos y su planificación. Es totalmente autónomo y de gran adaptabilidad a diseños de invernáculos para trabajar a escala de plantas.

Durante la mega muestra, de entrada libre y gratuita, el robot estará ubicado en el Salón de la Innovación, dentro de un espacio delimitado con una serie de plantas que servirán como demostración para la aplicación remota de fertilizantes. Para Garro, “lo más divertido será ver, a través de un LCD, todo lo que el robot percibe en el ambiente en el que se mueve, tal como si estuvieras dentro de su cabeza”.

¿En qué consiste este desarrollo? “Se trata de una plataforma multipropósito cuyas acciones dependerán de las funciones que uno le asigne. Se puede adaptar a las necesidades y demandas de los territorios donde se la utilice”, explicó, Garro, quien aseguró que hoy tiene la capacidad de “hacer mapas 3D, desplazarse, planear sus actividades y fertilizar, pero mañana podrá cortar, podar, etc.”. Su autonomía le permite, además, eludir obstáculos, transportar insumos, medir humedad, temperatura y radiación, entre otras funciones.

Garro trabajó en el autómata gracias a una estadía de perfeccionamiento que realizó junto con el grupo de inteligencia artificial de la universidad alemana de Bremen, un centro de investigación en robótica reconocido a escala mundial. De acuerdo con el especialista, el logro demuestra que “el organismo puede trabajar en robótica aplicada al sector agroindustrial”.

Con esta creación, el productor se vería beneficiado económica y productivamente: “La idea es identificar las plantas y determinar con qué tipo de cultivo se trabaja para tomar mejores decisiones a futuro”, indicó Garro. Así, se trabajaría con mayor precisión mediante la aplicación de las dosis justas de agua y fertilizantes de acuerdo a la necesidad de cada planta. El robot puede ir una y otra vez al lugar asignado a realizar distintas funciones y recordar lo que hizo.

La idea estuvo centrada en el desarrollo de inteligencia artificial que le permite al robot realizar acciones de acuerdo al panorama que se le presente. “Pero lo destacable es que todas las tecnologías que usamos son software libre, o sea, que ese conocimiento se comparte de forma gratuita y se adapta a la realidad de cada desarrollo”, explicó Garro.

A su vez, el robot también cuenta con piezas de hardware libre que están totalmente disponibles para ser utilizadas e implementadas sin pagar ningún costo adicional. Esto permite que la fabricación de los autómatas sea notoriamente menor a los creados en otros países, pero que cumplen las mismas funciones. Según destacó, “un robot como el que hicimos acá, en Alemania vale unos 250 mil dólares, mientras que éste puede desarrollarse con un costo muchas veces inferior”.

La plataforma tiene cuatro meses y el organismo está en busca de socios estratégicos para mejorar aún más sus funciones.

Se trata de una plataforma multipropósito cuyas acciones dependerán de las funciones que uno le asigne. Se puede adaptar a las necesidades y demandas de los territorios donde se la utilice.

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• ‘Drones’ para vigilar las malas hierbas: un estudio internacional liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CISC) ha desarrollado un sistema que detecta el crecimiento de malas hierbas en cultivos extensivos mediante vehículos aéreos no tripulados. El sistema y su equipo, generan imágenes multiespectrales de ultra alta resolución espacial que combinadas con el uso de sensores remotos que captan en el espectro visible e infrarrojo cercano y con diferentes algoritmos de análisis de imagen permiten diferenciar las malas hierbas de las plantas de cultivo.

Las malas hierbas presentes en los cultivos compiten por luz, espacio, agua y nutrientes con los cultivos y ello ocasiona importantes pérdidas. Una de las herramientas más utilizadas en el control de malas hierbas en la agricultura actual es la aplicación de herbicidas no sólo en los rodales en los que se distribuyen las hierbas, sino en todo el campo de cultivo. El 70% del campo no necesita tratamiento herbicida, por lo que aplicar los fitosanitarios de forma generalizada origina gastos y un impacto medioambiental innecesarios.

AGROTECNOLOGÍA

Consiste en la aplicación de los avances tecnológicos en las actividades agropecuarias. Ha evolucionado pasando por varias fases o etapas, que van desde las civilizaciones más antiguas —que fueron inventando implementos agrícolas tan sencillos, como los arados tirados por bestias— hasta los robots y drones empleados hoy en día en el mejoramiento de la producción agrícola, con un menor impacto medioambiental y social.

Sembradoras y tractores con GPS

La tecnología GPS con el sistema de auto guiado permite un movimiento preciso en el terreno a cultivar en cualquier momento del día, con gran eficiencia en el tratamiento con insecticidas, y en condiciones climatológicas adversas. Mayor velocidad, precisión, seguridad y menor tiempo de trabajo son algunas de sus ventajas.

Software para la agricultura de alta precisión

Los programas informáticos desarrollados para la agricultura permiten un estudio exhaustivo del terreno a sembrar. Los datos obtenidos son incorporados al tractor o sembradora para que puedan llevar cabo una siembra precisa y de alto rendimiento, teniendo en cuenta la densidad del cultivo, profundidad y características del terreno.

Tecnología en la recolección

Existen máquinas capaces de identificar los distintos tipos de uvas y depositarlas en recipientes diferenciados. Además, esta misma tecnología utilizada en las vendimiadoras permite realizar los controles fitosanitarios, la poda y el abonado.

Drones y robots para la agricultura

Tanto la mejora convencional de semillas como la biotecnológica emplean maquinarias muy sofisticadas, que permiten hacer mediante marcadores moleculares la selección de las mejores semillas, según las características buscadas (mayor rendimiento, resistencia, entre otras).

Los drones van equipados con cámaras y sensores, y vuelan autónomamente controlados por GPS, pero sin necesidad de operador. Su uso en la agricultura permite aumentar la producción de las cosechas sin provocar daños, hacer un seguimiento del cultivo, mejorar el consumo de agua y gestionar las plagas gracias a las cámaras incorporadas. En comparación con las imágenes por satélite, los drones agrícolas son mucho más baratos y ofrecen una mayor resolución, con un punto de vista de baja altitud de 0 a 120 m.

Sistema de riego por telemetría

La telemetría es una técnica automatizada que permite recopilar y analizar datos que se generan remotamente. A través de esta moderna tecnología se podría optimizar el uso del agua destinada a la actividad agrícola, calcular los tiempos de riego y distribuir de manera eficiente el recurso hídrico.

Objetivo

Construir un prototipo robótico capaz de esparcir semillas en un sembradío.

Justificación

Este prototipo ayudará a los campesinos a ahorrar dinero en cuanto a la renta en maquinaria y a contaminar  menos el ambiente ya que no usa combustible y optimiza el uso de las semillas.

En cuanto al tamaño no significa ningún problema debido a que es muy manipulable  y adaptable en el lugar donde realiza sus tareas programadas,  la construcción de éste es mas sencilla ya que contiene un instructivo con el cual el robot puede ser modificado sin sufrir alteraciones en el prototipo  original manteniendo su eficiencia total.Los terrenos donde se puede desarrollar el prototipo es debido a la programación que se le de.

Las semillas que se pueden utilizar son preferentemente de un tamaño mediano o grande para permitir una distribución y optimización de estas, el sistema que utiliza  para el esparcimiento depende de las adaptaciones que se le hagan debido a que es un poco grande y sobre todo los surcos que tenga la tierra.

Este tipo de mecanismos motorizados solo se dan en invernaderos con sistemas de riego, ester tipo de prototipos están en desarrollo por lo cual son algo caros pero eficientes y rápidos en la ayuda de las tareas de lo campesinos.

Hipótesis

Si logramos construir un prototipo robótico para el esparcimiento de las semillas en un sembradío, entonces podremos optimizar el proceso de germinación de las semillas.

Método (materiales y procedimiento)

-Set principal de LEGO Education EV3.

-Software EV3.

-Software LDD.

-3 costales de tierra negra.

-Semillas.

-Cajón de madera de madera de (1.23cm x 80cm).

-Laptop.

Procedimiento

1. Obtener el set principal LEGO Education EV3.

2.Descargar los software LDD y EV3.

3.En el software LDD realizar un diseño inicial del robot.

4.Con el set principal LEGO Education EV3 construir el diseño inicial del robot ya realizado en el software LDD. 

5. Una vez construido el robot abrir el software EV3 y programarlo para que realice sus tareas asignadas.

6.En el cajón de madera vértir los 3 costales de tierra negra y compactar de tal modo por la altura de la tierra sea de 15 cm.

7.Realizar los surcos a lo largo del cajón dejando un espacio de entre cada uno de ellos de aproximadamente 30 cm.

8.En el software LDD realizar un diseño de tipo de pinza que ayude al robot a tomar y esparcir las semillas en los surcos.

9.Con el set principal LEGO Education EV3 construir el tipo de pinza realizado en el software LDD.

10.En el software LDD adaptar la pinza al robot de tal manera que la estabilidad de la base se mantenga y la función de la pinza siga haciendo eficaz.

11.Con el robot y la pinza ya construidos al igual que en el software LDD adaptar la pinza al robot.

12.Rellenar el contenedor del robot con las semillas.

13.Abrir el software EV3 y programar solo la pinza para comprobar su funcionalidad.

14.En el software EV3 programar solo el robot y observar su estabilidad.

15.Realizar la programación final empleando la pinza y el robot con un número aproximado de entre 18 y 24 bloques de avance y 6bloques del motor mediano, todo estos deberán estar programados en rotaciones para una mayor exactitud en sus movimientos.  

Galería Método

Resultados

Las dimensiones del prototipo son 31 cm de ancho y 20 cm de largo, el robot cuenta con 2 armazones en la parte de abajo formando una base sólida y resistente. El robot cuenta con un brazo robótico en la parte de arriba y este se apoya de una pinza para depositar las semillas en el surco.

En cuanto a la programación, esta cuenta con 25 bloques de avance todos mover tanque y 6 de motor mediano lo cual hace que el motor mediano por cada surco utilice dos bloques.

El recorrido que el robot realiza es de 3 líneas rectas y 2 curvas, en cada línea recta es cuando se depositan las semillas.

Para que el robot pueda avanzar en la tierra se utilizan las orugas en vez de usar llantas para conseguir una mejor tracción en la tierra y que el robot no se detenga o atore en esta.     

Galería Resultados

Discusión

El uso de tecnología en el campo hoy en día no es tan común debido a los recursos económicos de los agricultores y además de la desconfianza que ellos tienen hacia el uso de la robótica, pero si ellos tuvieran la oportunidad de probarla creemos que sería de mucha ayuda en sus tareas además que si se ve de un punto de vista diferente al prototipo se puede emplear para lo que deseen y es mucho más sostenible que la maquinaria común.    

Conclusiones

Nosotros pudimos comprobar que tanto el prototipo como la programación funcionaron para que la tarea asignada se realizará. A lo largo del proyecto se observó que el prototipo necesitaba la ayuda de un brazo para que esparciera las semillas aun estando en movimiento el robot.

Al finalizar el proyecto se llegó a la conclusión que la tecnología en el campo si puede ser empleado de manera continua y más durante los primeros procesos de la producción que es principalmente el esparcimiento de semillas.

Bibliografía

-Programas de Estudios de EEB. Segundo Ciclo. MEC. Disponible en

http://www.abc.es/natural-biodiversidad/20130412/abci-agricultura-tecnologia-punta-201304121101.html, abci-agricultura-tecnologia-punta, consultado lunes 07 de Mayo del 2018.

-Programas de Estudios de EEB. Segundo Ciclo. MEC. Disponible en

http://www.agroalimentando.com/nota.php?id_nota=157,agroalimentando, consultado lunes 07 de Mayo del 2018.

-Programas de Estudios de EEB. Segundo Ciclo. MEC. Disponible en

http://www.tierrafertil.com.mx/drones-y-robots-nuevas-tecnologias-para-el-campo/ tierrafertil, consultado lunes 07 de Mayo del 2018.

Summary

Agricultural production today relies mainly on machinery and the type of spreading is what allows a saving of seeds, but if we build a robotic prototype capable of separating the exact seeds in the furrow there will be a saving of these which benefits the farmer in terms of time and money using them.

The prototype we use is made with a main set “LEGO EV3” of “LEGO Education” which allows the robot can develop various tasks in the field according to the need of agriculture, through this design optimizes the number of seeds are allocated to the groove.

Today the price of machinery is very high so many farmers have difficulty buying or renting this type of machinery. By means of “LEGO Education EV3” and software for this, an alternative prototype can be developed that fulfills the function of spreading the seeds of the furrows. The size of the robot is 31 cm wide and 20 cm long, it does not represent a problem in terms of the field where it is developed, as instead of using tires, caterpillars were used for greater traction on the ground.

What allows the robot and the arm to perform their task is the programming that in this case was  used 25 blocks of advance and 6 of medium engine which allow the robot to adapt to the field or space where farmers want to use it.

Research Question

Problem approach

Nowadays the cost of machinery is very high and many farmers do not have the possibility of acquiring this type of machinery. The most accessible is the method of mechanical seeding that consists of making furrows with a tractor and performing the scatter broadcast that does not allow a good optimization of the seeds.

In the aspects of land preparation are the depth of the land, the distance of planting, the time of planting and whether the planting is direct or indirect. The new advances of American companies in sowing equipment have been a big innovation since they have succeeded in replacing the conventional seed distributor system that can be mechanical or pneumatic and together with the downstream pipe that moves the seed. The newer machinery called “air drill” is very efficient in its tasks only that it continues to waste many seeds and its cost is extremely high.

Agriculture is an activity that depends on the world population which is estimated at 9,200 million people, this is a huge challenge but it is only possible by incorporating new technologies.

There is a company called “LEGO Education” which designs a type of programmable and assemblable robot based on LEGO pieces. Its cost is high, but if it is acquired it can be put to good use in agriculture since it is ecological and efficient in carrying out its tasks in the fields. In addition, “LEGO Education” developed a programming software called EV3 in which it is possible to carry out programming with greater accuracy for the tasks of the robot.

Background

Objective

To build a robotic prototype able of spreading seeds in a field.

Justification

This prototype will help farmers to save money in the use of machinery and to pollute less the environment because it does not use fuel and optimizes the use of seeds.

As far as size does not mean any problem because it is very manipulatable and adaptable in the place where it performs its programmed tasks, the construction of this is simple because it contains an instructive with which the robot can be modified without suffering alterations in the original prototype maintaining its total efficiency. The land where it is the programming that is given and the modifications that are made to the original prototype.

The seeds can be used, they are mainly of a medium or large size to allow a distribution and optimization of these, the system used for the spreading depends on the adaptations that have been due to it is a bit large and on the furrows that has the land. This type of motorized mechanisms only occur in greenhouses with irrigation systems, this type of prototypes will be developed,so they will be in development, which they are expensive but efficient.

Hypothesis

If we get to build a robotic prototype for the spread of seeds in a field, then we can optimize the germination process of the seeds.

Method (materials and procedure)

-Set main of LEGO Education EV3
-Software LDD.
-3 black soil sacks
-Seeds
-Wooden box (1.23cm x 80cm).
-Laptop
Process
1. Get the LEGO Education EV3 main set.
2. Download the LDD and EV3 software.
3. In the LDD software perform a robotic design.
4. With the LEGO main set, design the robot.
5. Once the robot is built, open the EV3 software and program it to perform its assigned tasks.
6.In the wooden drawer pour the 3 sacks of black soil and compact so by the height of the earth is 15 cm.
7. Realize the furrows along the drawer, leaving a space of between each of them of approximately 30 cm.
8. In the LDD software perform a clamp-type design that helps the robot to take and spread the seeds in the furrows.

9. With the main set LEGO Education EV3 build the type of clamp made in the LDD software.
   10. In the LDD software adapt the clamp to the robot in such a way that the stability of the base is maintained and the function of the clamp continues to be effective.
   11. With the robot and the clamp already built as in the LDD software adapt the clamp to the robot.
   12.Fill the robot container with the seeds.
   13. Open the EV3 software and program only the clamp to check its functionality.
   14. In the EV3 software program only the robot and observe its stability.
   15. Perform the final programming using the clamp and the robot with an approximate number of 18 advance blocks and 24 of the median engine, all these must be programmed in rotations for greater accuracy in their movements.

Method Gallery

Results

The dimensions of the prototype are 31 cm wide and 20 cm long, the robot has 2 frames on the bottom forming a solid and resistant base. The robot has a robotic arm on the top and this is supported by a clamp to deposit the seeds in the furrow.

The route that the robot makes is of 3 straight lines and 2 curves, in each straight line is when the seeds are deposited.

So that the robot can walk on the land, the caterpillars are used instead of using tires to achieve better traction in the land and the robot does not stop or get stuck in it.

Results Gallery

Discussion

Conclusions

We could verify that both the prototype and the programming worked so that the assigned task will be carried out. Throughout the project it was observed that the prototype needed the help of an arm to spread the seeds even the robot is moving.

At the end of the project, it was concluded that the technology in the field can be used continuously and more during the first production processes, which is mainly the spreading of seeds.

Bibliography

-Programas de Estudios de EEB. Segundo Ciclo. MEC. Disponible en

http://www.abc.es/natural-biodiversidad/20130412/abci-agricultura-tecnologia-punta-201304121101.html, abci-agricultura-tecnologia-punta, consultado lunes 07 de Mayo del 2018.

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http://www.tierrafertil.com.mx/drones-y-robots-nuevas-tecnologias-para-el-campo/ tierrafertil, consultado lunes 07 de Mayo del 2018.