Robots agrícolas:una herramienta revolucionaria para los agricultores de todo el mundo

Los robots agrícolas han demostrado ser una herramienta valiosa para los agricultores de todo el mundo. Descubra cómo automatizan y mejoran la agricultura y dónde conseguirlos.

La agricultura se ha vuelto cada vez más mecanizada y automatizada desde la revolución industrial. La inteligencia artificial lleva esta automatización a un nivel aún más alto. El uso de IA se cruza con lo que ahora se llama "agricultura de precisión". Se trata de reducir insumos como fertilizantes, pesticidas, herbicidas y agua mientras se aumentan los rendimientos.

El mercado anual mundial de robots agrícolas se estimó en 24.500 millones de dólares en 2021. Se proyectaba que aumentaría a 74.500 millones de dólares en 2024, según un informe publicado en Statista.

Este artículo explora los robots agrícolas a través de los siguientes temas:

• Robots de imágenes aéreas
• Robots de siembra y pulverización
• Robots de cosecha de frutas y verduras
• Robots móviles autónomos (AMR) para viveros, huertos e invernaderos
• Robots de escarda
• Invernaderos robóticos

Robots de imágenes aéreas

El uso de drones aéreos para inspeccionar cultivos desde el aire está bien establecido. Las imágenes aéreas producen información valiosa sobre la salud de los cultivos y las condiciones del suelo. La forma aceptada de monitorear el crecimiento de los cultivos es usar mapas de índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI). Pero no se trata solo de examinar pasivamente los datos. Los datos NDVI se pueden descargar en tractores. Los equipos agrícolas inteligentes utilizan los datos para controlar la aplicación de fertilizantes.

Existe un mercado robusto de drones aéreos para la agricultura con muchas opciones entre las que elegir.

Estas son algunas de las consideraciones al comprar un dron aéreo para la agricultura.

Tipos de drones aéreos para la agricultura

Hay tres tipos principales de vehículos aéreos no tripulados (UAV) que se utilizan en la agricultura.

Drones de ala fija

Un dron de ala fija tiene alas como las de un avión y, a menudo, solo una o dos hélices. Un dron de este tipo puede permanecer en el aire durante más tiempo que los tipos de alas giratorias. El tiempo de vuelo prolongado es una ventaja para las vastas granjas de hoy. Pero necesitan una franja lisa para el despegue y el aterrizaje y son más difíciles de pilotar que los helicópteros.

Drones de alas giratorias

Los drones de alas rotativas tienen múltiples rotores con palas como helicópteros. Las configuraciones más comunes cuentan con cuatro rotores (cuadricópteros) o seis rotores. Algunos drones tienen muchos más. Los drones de ala giratoria son más fáciles de controlar que los de ala fija. Debido a que pueden despegar y aterrizar verticalmente, no necesitan pistas de aterrizaje. Los drones de ala giratoria suelen ser menos costosos que los modelos de ala fija.

Drones híbridos

Los drones híbridos despegan verticalmente y luego pueden cambiar a un modo de deslizamiento mientras están en vuelo. Por lo tanto, combinan las ventajas de los otros dos tipos de drones. Los drones híbridos prometen el mayor tiempo de vuelo de los aviones no tripulados de ala fija y la facilidad de uso de los tipos de alas giratorias. Sin embargo, los drones híbridos son más complejos, pesados ​​y caros. La tecnología tampoco es tan madura como para los otros dos tipos.

Tipos de sensores utilizados en drones agrícolas

El tipo de sensores que lleve el dron determinará la información recopilada. Estos son algunos de los tipos de sensores más comunes.

Cámaras RGB

Un sensor RGB también se llama cámara de color verdadero. Los sensores RGB se denominan así porque detectan la luz en tres componentes:rojo, verde y azul. Las imágenes producidas por las cámaras RGB son como la visión humana.

Cámaras multiespectrales

Como su nombre lo indica, los sensores multiespectrales detectan la luz en una banda de frecuencias. Dos bandas de frecuencias especialmente útiles para la agricultura incluyen el infrarrojo y la "banda del borde rojo". Las plantas sanas reflejan la luz infrarroja con más fuerza que las plantas estresadas. La banda del borde rojo está entre la banda roja y la infrarroja. La luz reflejada en la banda del borde rojo también está fuertemente correlacionada con la salud de las plantas.

Térmico

Las cámaras térmicas ayudan a detectar el estrés de las plantas, especialmente el estrés hídrico.

LiDAR

Los sensores de detección de luz y rango son más pesados ​​y costosos que los otros tres tipos de sensores mencionados anteriormente. Se utilizan para cartografiar las elevaciones del terreno y, con mayor frecuencia, se despliegan en aviones tripulados.

Compra frente a servicio de suscripción

Un agricultor no necesita comprar un dron aéreo para obtener sus beneficios. También tiene la opción de contratar a una agencia que proporcione imágenes aéreas como servicio. Puede suscribirse a un servicio que periódicamente realizará las imágenes por usted. Suscribirse a un servicio puede ser una opción atractiva para aquellos que prefieren no tomarse el tiempo para aprender a operar la nueva tecnología.

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Robots de siembra y pulverización

Los drones para sembrar y fumigar son todavía algo nuevo, pero están disponibles comercialmente. Algunos de los grandes nombres de los vehículos agrícolas ofrecen ahora drones autónomos de fumigación y siembra.

Cualquier piloto de UAV que quiera volar un dron en los EE. UU. Que pese más de 55 libras en el despegue (incluida la carga) debe solicitar una exención especial a través de la Administración Federal de Aviación (FAA), según un artículo en builtin.com. En consecuencia, muchos fabricantes de drones limitan su capacidad de carga útil para evitar este obstáculo.

Los drones de siembra se utilizan principalmente para cultivos de cobertura. Adoptar la práctica de plantar cultivos de cobertura es una práctica de salud del suelo. Los cultivos de cobertura ayudan a limitar la erosión del suelo y a reducir la contaminación por la escorrentía del agua. Los drones aéreos son más adecuados para la siembra en lugares de difícil acceso para tractores y fumigadoras.

Para fumigar y sembrar drones, la capacidad de carga útil es un factor crucial. Deberá prestar atención al tamaño del tanque y al ancho de pulverización. El dron debe tener una batería suficientemente potente y capacidad de elevación. La combinación de estos factores determinará cuántos acres se pueden rociar a la vez.

Los drones más sofisticados tienen una estación de campo que proporciona una base de operaciones para el UAV. Un proveedor ofrece una estación de campo con capacidad de llenado automático de tanques. La estación de campo también cambia la batería vieja por una nueva, de forma totalmente autónoma.

Los drones de fumigación autónomos avanzados utilizan radares y otros sensores que les permiten evitar obstáculos.

La mayoría de los drones funcionan con baterías. Sin embargo, algunos usan combustible. El combustible aumenta su capacidad de carga útil y su tiempo de vuelo.

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Robots recolectores de frutas y verduras

Los robots recolectores de frutas y verduras aún se encuentran en las etapas de prototipo. Muestran una gran promesa. Puede ver videos de muchos tipos diversos de robots recolectores. Sin embargo, pocos están disponibles para la venta en la actualidad.

Las herramientas de fin de brazo (EoAT) de los robots recolectores varían con cada tipo de cultivo. Los pimientos, por ejemplo, con su superficie lisa y cerosa, son muy adecuados para ser agarrados con ventosas. Los tomates son más frágiles que los pimientos, por lo que los robots usan una pinza de dedos suaves que retuerce la fruta mientras se tira para separarla de la planta. Las fresas son aún más delicadas y requieren un cuidado especial para cosecharlas. Por ejemplo, un robot recolector agarra el artículo mientras emplea un cortador de tallos para evitar magulladuras al tirar.

La visión asistida por IA detecta la madurez y planifica la ruta del brazo robótico para arrancar el objetivo. Algunos robots recolectores cuentan con un brazo articulado que se desplaza sobre una base con ruedas. Otros viajan en tren o usan vías como un vehículo militar.

Un robot de recolección particularmente llamativo cuenta con dos drones aéreos. Los drones están sujetos a un carro con ruedas mediante cordones umbilicales que proporcionan electricidad. Los drones vuelan al lado del carro, usando visión de computadora para encontrar la fruta madura y arrancarla con su pinza. Una vez recogido, el dron deposita la cosecha en un contenedor en el carro. El carro se mueve por la fila mientras los drones, atados al carro, se reposicionan según sea necesario.

Aunque todavía se encuentra en las etapas iniciales de adopción, la prueba de principio está ahí. Es solo cuestión de tiempo antes de que haya varios proveedores entre los que elegir.

Hoy en día, no hay muchas opciones comerciales. Una excepción es una empresa israelí que ofrece robots recolectores que utilizan RaaS (Robotics as a Service). RaaS libera al agricultor de una importante inversión inicial. El agricultor contacta a Tevel y les dice la cantidad de acres y el tipo de cultivo. El proveedor de robots recolectores luego despliega una flota de sus unidades para realizar la recolección. El trabajo puede realizarse las 24 horas del día, los 7 días de la semana, sin interrupciones, y la cosecha se puede realizar más rápidamente con menos mano de obra. Parece que este servicio podría estar disponible actualmente solo en Israel. El sitio web de Tevel dice que llevará a cabo programas piloto en España, Estados Unidos e Italia el próximo año.

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Robots móviles autónomos (AMR) para viveros, huertos e invernaderos

Los AMR para transportar frutas, verduras y plantas en macetas están disponibles comercialmente, y hay algunos proveedores entre los que elegir. Estos robots son los asistentes de los agricultores, lo que libera a las personas para que realicen tareas de mayor valor.

En los viveros, una tarea esencial, pero agotadora y que requiere mucho tiempo, es espaciar las plantas en macetas. Cuando son pequeños, los arbustos ornamentales y los árboles jóvenes se pueden colocar juntos para maximizar el espacio disponible. A medida que crecen y se hacen más grandes, estas plantas necesitan espacio para volverse exuberantes y extensas. Mover las plantas para espaciarlas es una aplicación para AMR. Algunos proveedores se especializan en esta aplicación.

Para los huertos, transportar fruta desde el lugar de recolección hasta un punto de recolección es una buena aplicación para los AMR. El AMR ayuda a los recolectores humanos siguiéndolos de forma autónoma. El robot lleva bandejas o contenedores en los que los trabajadores pueden depositar la fruta que recogen. Cuando las bandejas están llenas, el robot viaja de forma autónoma a un área de recolección. El robot elimina así la marcha que de otro modo sería necesaria. Aumenta la productividad al permitir que los trabajadores continúen recogiendo. Hay proveedores que ofrecen este tipo de robot.

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Desmalezado de robots

Los robots agrícolas que matan las malas hierbas están disponibles comercialmente y varios proveedores los ofrecen. Algunos robots desmalezadores están destinados a huertos familiares. Estos pequeños robots son como robots de aspiración para los hogares de las personas. Pero también hay robots destinados a granjas más grandes.

Para la agricultura comercial, algunos robots desmalezadores utilizan microdosis de herbicida. El robot se desplaza de forma autónoma por la hilera de cultivos. Utiliza la visión por computadora para distinguir las malas hierbas de los cultivos. Cuando se identifica una maleza, los actuadores del robot se acercan. Una pequeña cantidad de pesticida se deposita directamente sobre la maleza. En consecuencia, se utilizan muchos menos productos químicos.

Otro enfoque implica el uso de láseres para eliminar las malas hierbas. Por lo tanto, este método no utiliza productos químicos y está certificado como orgánico.

Algunos robots de desmalezado cuentan con paneles solares para alimentar su funcionamiento, mientras que otros usan baterías o combustible diesel.

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Invernaderos robóticos

Ha proliferado la agricultura de interior. El cultivo en interiores ofrece un entorno más controlado que resulta ventajoso para la agricultura de precisión. Reducir un costo crítico para los invernaderos son las luces LED. Los LED de hoy ofrecen la misma intensidad de luz que una bombilla incandescente con un 85% menos de consumo de energía. La IA controla la iluminación, la temperatura, el dióxido de carbono y la humedad. Y el clima se puede adaptar a las necesidades de cada cultivo. Tal control significa que se puede producir más de veinte veces la cantidad de cultivo por acre con un 90% menos de agua que con los métodos convencionales, según Root AI. Agregue la tecnología de robots que ahorra trabajo a esta imagen, y el resultado promete ser verdaderamente revolucionario.

Numerosas empresas agrícolas de interior ofrecen sus frutas y verduras a la venta. Sus principales clientes son las tiendas de abarrotes y los restaurantes. Su tecnología no está a la venta.

Sin embargo, algunos proveedores venden el equipo para instalar su propio invernadero automatizado.

Una empresa ofrece un sistema modular que puede caber en una vitrina dentro del departamento de productos agrícolas de una tienda de comestibles. La tienda puede cultivar lechugas y hierbas, por ejemplo, para venderlas a sus clientes. El sistema de la empresa de invernaderos se puede ampliar para crear una granja vertical capaz de producir varios cultivos en una venta comercial. La empresa también vende componentes. Ofrecen un software especial para gestionar el clima y el flujo de nutrientes. Las lámparas LED patentadas están disponibles para su compra. Y se pueden comprar unidades de "fertirrigación" para suministrar nutrientes a las plantas a través de una solución circulante.

Otra empresa que ofrece a la venta soluciones de cultivo de interior adopta un enfoque novedoso. Su granja hidropónica está diseñada para operar dentro de un contenedor de envío. La idea del contenedor de envío reduce el costo de comprar un edificio adecuado. También hace que la granja sea portátil. Su sitio web lo invita a obtener una cotización y cuenta con una calculadora de ROI.

La desventaja de la agricultura de interior es que consume mucha energía. En consecuencia, estas granjas solo tienen sentido económico para cultivos de alto valor como frutas y verduras. No obtendría ganancias tratando de cultivar trigo o granos en el interior. Sin embargo, la agricultura de interior proporciona rendimientos mucho más altos. Puede ser una opción de inversión atractiva para muchos cultivos.

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Cómo obtener el robot agrícola ideal para su organización

HowToRobot es una plataforma global que conecta a los usuarios finales con proveedores de automatización y robots en todo el mundo. Tenemos el directorio de empresas de robótica más grande del mundo. Con nuestra guía, puede encontrar el tipo de robot que necesita, ideal para su aplicación.

Si desea automatizar una tarea dentro de la agricultura, puede obtener propuestas de soluciones personalizadas de varios proveedores. Simplemente describa su proyecto y comience a recibir respuestas.

También puede obtener cotizaciones y recibir información de productos para robots agrícolas, piezas, componentes y servicios de consultoría específicos. Recibirá información sobre productos y precios de varios proveedores.

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