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Yanmar lidera un proyecto de robótica agrícola para desarrollar el sistema 'SMASH'

La agricultura en el futuro verá un uso creciente de técnicas agrícolas científicamente precisas, donde los "agro-bots" automatizados monitorean, tratan y trabajan la tierra, utilizando tecnología avanzada diseñada para ayudar a maximizar los rendimientos y minimizar las enfermedades.

Con su amplia experiencia en automatización y mecanización agrícola, el especialista en agrotecnología Yanmar ahora está mostrando el camino en la investigación de robótica de campo avanzada.

¿Tiempo de cambio en nuestros tiempos de cambio?

Es difícil pensar en un sector económico más importante que la agricultura. Esta es una industria que afecta directamente la vida de todos en todo el mundo, a pesar de estar acosada por desafíos de todos lados.

Los cambios de temperatura y precipitación están influyendo en el rendimiento de los cultivos; los agricultores y trabajadores agrícolas están directamente expuestos a los efectos de los extremos climáticos, mientras que millones más en trabajos relacionados con alimentos ya están sintiendo el impacto de nuestro clima cambiante.

Además, los consumidores de hoy son cada vez más conscientes del problema de los productos químicos utilizados en la producción de sus alimentos y exigen una producción sostenible de productos cada vez más sabrosos y de mayor calidad.

Encontrar la mejor manera de lidiar con estos problemas y al mismo tiempo cumplir con las presiones ambientales está causando que muchos gobiernos recurran a especialistas en automatización y expertos en tecnología para tratar de mejorar la suerte del agricultor, satisfacer las demandas de los consumidores y abordar la miríada de desafíos que enfrenta la industria.

Investigación sobre agricultura inteligente con SMASH en Italia

El aumento de la automatización y la tecnología dentro de la agricultura no es nada nuevo en sí mismo, por supuesto; de hecho, ha estado sucediendo desde la Revolución Industrial.

Pero lo nuevo es cómo se utiliza la tecnología para abordar los problemas relacionados con el control de enfermedades alimentarias y los patrones climáticos inestables.

La atención se centra ahora en lograr los rendimientos deseados de una manera ambientalmente sostenible, con un enfoque continuo en la reducción de la cantidad y el tipo de productos químicos utilizados.

Sin embargo, las sequías, las inundaciones y la aparición de nuevas plagas y enfermedades son ahora una amenaza en todos los continentes. Incluso Europa se enfrenta a un desafío en todos sus sistemas agrícolas.

Esto es especialmente cierto en países como Italia, que se enfrentó a una caída del 57 % en su cosecha de aceitunas de 2018, la peor en 25 años, como resultado del cambio climático, según los científicos.

Con su centro de investigación europeo ubicado en las colinas sobre Florencia, Italia, Yanmar R&D Europe está bien posicionado para enfocarse en una variedad de estudios de campo para aportar valor agregado a la industria agrícola, y posiblemente incluso atraer a una nueva generación de trabajadores a la industria. tierra.

Estos incluyen el proyecto "SMASH" de dos años y 4 millones de euros que se lleva a cabo en cooperación con 10 socios tecnológicos para desarrollar un "ecosistema" agrícola móvil para monitorear, analizar y administrar cultivos agrícolas.

Aquí hay una lista de otros socios involucrados y sus roles en el proyecto SMASH:

El acrónimo "SMASH" significa "Máquina inteligente para soluciones agrícolas de alta tecnología", y este proyecto fue cofinanciado por el gobierno local de Toscana.

Consiste en el desarrollo de una plataforma robótica modular que emplea la última tecnología de comunicación de la información para examinar cultivos y suelos, analizar la información recopilada y proporcionar información clara y procesable a los agricultores para respaldar la gestión de cultivos.

Una de las muchas funciones de Yanmar fue desarrollar sistemas de control para el brazo robótico multipropósito para manipulación móvil (incluida la pulverización de precisión), integración de sensores para tecnologías de posicionamiento y navegación autónoma y desarrollo de software para el control de la base móvil del sistema (en colaboración con otros socios). ).

Para el ingeniero de modelado y control de YRE, Manuel Pencelli, el desarrollo de un prototipo de robot agrícola que pudiera usarse para monitorear y controlar cultivos, tomar muestras de suelo para análisis y apuntar con precisión a productos químicos agrícolas para una aplicación precisa, requirió muchas áreas diferentes de experiencia desde el comienzo de la proyecto.

Pencelli dice:“Ha habido muchos socios involucrados en todo momento. Necesitábamos conocimientos mecánicos para desarrollar la estructura del vehículo y muchos expertos en "comunicaciones" porque tenemos muchos dispositivos que necesitan "hablar" entre sí.

"Nuestro punto de partida fue, de hecho, un vehículo con orugas que se construyó originalmente para moverse a lo largo de una playa y limpiar la costa".

Hay dos prototipos de SMASH en funcionamiento, uno para vides y otro para espinacas, para cubrir los dos tipos diferentes de cultivos que originalmente estaban programados para la investigación.

El primero ya se ha sometido a pruebas significativas en una finca de viñedos en la provincia de Pisa, donde Manuel ha sido fundamental para demostrar las posibilidades que este ecosistema robótico podría ofrecer a los agricultores.

Pencelli dice:“SMASH no es una sola máquina, sino una serie de diferentes dispositivos que incluyen un robot, una estación base, drones y sensores de campo que juntos brindan información vital para ayudar a los agricultores.

“Un agricultor podría programar la tarea que quiere que realice SMASH, y mientras él se dedica a otras actividades, esta máquina podría moverse de manera autónoma, monitoreando cultivos, detectando y tratando enfermedades, y ahorrándole al agricultor o a sus trabajadores un tiempo significativo en el trabajo. campos revisando manualmente los cultivos.”

Mapeo y seguimiento, deshierbe y alimentación

SMASH consta de una base móvil, un brazo robótico con manipuladores y sistemas de visión, un dron y una estación terrestre auxiliar. Imagine un sistema que está diseñado para funcionar en una variedad de tecnologías de agricultura de precisión, que ofrece información específica sobre geomática, robótica, minería de datos, aprendizaje automático, etc., al mismo tiempo que tiene en cuenta los problemas ambientales y sociales que enfrentan los agricultores.

Para Pencelli, las posibilidades de SMASH son infinitas. Él dice:“Además de todas las funciones que puede realizar el brazo robótico, también tenemos algunos accesorios que se pueden montar en la parte trasera del vehículo para desyerbar mecánicamente o trabajar el suelo, mientras se mueve.

“Este trabajo se puede hacer simultáneamente, junto con el monitoreo y la detección”.

La experiencia de Yanmar ha sido en el desarrollo de software para el agro-bot y la integración e instalación de todos los componentes de las otras partes.

Es una masa complicada de componentes electrónicos, con cables, sensores, cámaras, receptores GPS y varios motores eléctricos (ocho de ellos) que compiten por el espacio.

Pero todo funciona, incluso en un viñedo fangoso a fines de febrero, donde se demuestra el sistema de dirección independiente y la tracción superior en una variedad de terrenos.

Pencelli agrega:“La fusión de sensores fue uno de los aspectos más desafiantes de este proyecto.

“Porque tenemos un entorno muy particular dentro de los campos, donde una serie de variables pueden cambiar, como la infraestructura, el suelo, la forma de los campos e incluso otros trabajadores que se mueven alrededor del robot agrícola.

“Entonces, la localización del vehículo, mejorar su robustez y comprender sus limitaciones físicas fueron interesantes, como la velocidad, el ángulo de dirección, el posicionamiento y la comunicación entre los dispositivos montados a bordo, todos estos aspectos pueden afectar el movimiento. del vehículo.”

Fuerza en números

YRE también unió fuerzas con el Departamento de Agricultura de la Universidad de Florencia para seguir avanzando en las actividades de investigación en el campo.

La universidad tiene una experiencia significativa en la gestión sostenible de cultivos, ya que recientemente completó el proyecto Rhea, financiado por la UE, que buscaba mejorar la calidad de los cultivos, la salud y la seguridad para los humanos, y reducir los costos de producción mediante el uso de una flota de robots pequeños y heterogéneos, terrestres y aéreos. equipado con sensores avanzados, efectores finales mejorados y algoritmos de control de decisiones mejorados.

Para el proyecto SMASH, el profesor de la universidad Marco Vieri creía que se necesitaba un enfoque holístico de la investigación, además de habilitar las últimas tecnologías.

Él dice:“La agricultura proporciona alimentos, forraje, fibra y combustible para los seres humanos, pero también tenemos que considerar las cuestiones rurales, culturales e históricas.

“Antes había un calendario anual de operaciones agrícolas, pero hoy en día se requiere una nueva mentalidad que nos permita controlar y mitigar riesgos como sequías, plagas e inundaciones.

“Necesitábamos explorar una mayor automatización no solo para mejorar y aumentar la cantidad de producto, sino también para aplicar un valor agregado.

“Yanmar comparte nuestra visión de ayudar a los agricultores a lograr una producción saludable y de alto valor con un verdadero sistema tecnológico, por lo que nuestra parte en SMASH ha sido desarrollar equipos y efectores para los dos escenarios de viñedos y cultivos hortícolas como la espinaca.

“Tenemos un amplio conocimiento de la maquinaria agrícola y de las nuevas posibilidades tecnológicas, por lo que se trata de ayudar a reducir el uso de pesticidas que no son seguros para los microorganismos del suelo y las plantas, al mismo tiempo que aumentamos el nivel de nutrientes y bacterias útiles.”

Es justo decir que los agricultores están en la primera línea de los debates sobre el clima, las emisiones y la sostenibilidad.

Incluso cuando se trata de cultivos de alto valor como las uvas, las aceitunas y las nueces que se encuentran en esta región de Italia, es difícil argumentar en contra del uso de la agricultura conectada y automatizada para reunir los datos científicos y las necesidades de los agricultores.

Después de todo, los robots pueden trabajar las 24 horas del día, tienen menos impacto en el suelo que los tractores debido a su tamaño más pequeño.

Imagine una flota de robots de una fracción del tamaño de un tractor convencional y es fácil ver las posibilidades que la agricultura de precisión impulsada por la tecnología y basada en IA puede ofrecer en los próximos años.

El uso de drones para mapear campos y controlar cultivos; y agro-bots para cosechar frutas, sembrar semillas, identificar y tratar malezas con dosis exactas de pesticidas y fertilizantes:todo se trata de enfocar los esfuerzos solo en áreas que necesitan trabajo, lo que permite una reducción en mano de obra, costos de capital y emisiones como resultado .

Con su investigación en curso sobre robótica agrícola avanzada, Yanmar está asumiendo el desafío de mostrar las posibilidades y los beneficios potenciales de las técnicas agrícolas de mayor precisión en el futuro.

Queda por ver si los tractores automatizados y robóticos que trabajan en los campos se convertirán en algo familiar, pero es difícil argumentar en contra del uso de la tecnología para aumentar de manera sostenible la calidad y los rendimientos de la tierra.

Y si el sonido de los drones que se ciernen sobre los cultivos significa que los agricultores pueden identificar los patrones de crecimiento y las necesidades de nutrientes, y luego entregar pesticidas y fertilizantes con una precisión milimétrica con una flota de robots, entonces seguramente será una adición bienvenida a las herramientas. utilizado actualmente en nuestros campos.


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