El proyecto de investigación VineRobot para optimizar la gestión de los viñedos

• Robótica y viticultura: ¿cómo se relacionan?

DOCUMENTO
El futuro de la Robótica Agrícola pasa por la comercialización de vehículos-robot plenamente integrados en el campo, y para que eso ocurra, éstos deben ser fiables, seguros, eficientes, sencillos de manejar y fáciles de mantener, sin olvidar que tienen que ser accesibles a precios competitivos, se dice en el documento “Robótica y viticultura: ¿cómo se relacionan?”, disponible a la demanda en la sección de Publicaciones del portal Poscosecha y del Grupo THM, y cuyos autores son Francisco Rovira-Más y Verónica Sáiz-Rubio.

Japón y Estados Unidos llevan ya bastante tiempo invirtiendo en su desarrollo, y Europa, sin ir más lejos, los ha tenido en cuenta en la última convocatoria del Séptimo Programa Marco de Investigación (Call 10: Cognitive Systems & Robotics) con la reciente concesión del proyecto de investigación VineRobot, en el que la Universidad de La Rioja, al Laboratorio de Robótica Agrícola en la Universidad Politécnica de Valencia, el propio Christophe Millot, y otros cinco socios europeos tratan de hacer realidad esa visión, ya más en el presente que en el futuro, del robot que circula por el viñedo recopilando datos de carácter estratégico que potencie la viticultura y la haga cada vez más competitiva a nivel internacional.

En la agroalimentación moderna hay una creciente expectación a nivel global, con grupos activos en Robótica Agrícola repartidos por todo el mundo.

Retos en la agricultura del siglo XXI
Según la Academia Estadounidense de Ingeniería (US National Academy of Engineering), la mecanización agraria ocupa el puesto número siete entre los veinte grandes avances del Siglo XX, por delante de inventos tan populares como los ordenadores, el teléfono, internet, y la energía nuclear.

Las aplicaciones de Agricultura de Precisión como la dosificación variable por GPS y el guiado automático de tractores ponen de manifiesto que las nuevas tecnologías están cambiando la manera de producir alimentos hoy en día.

El envejecimiento del sector agrario en los países desarrollados no es el único reto a vencer. Los productores de cultivos intensivos y especializados, entre ellos la viticultura, deben hacer frente a costes de producción cada vez mayores mientras los precios de sus productos bajan por la alta competitividad de los mercados globales. Los cultivos intensivos (specialty crops) suponen el 50 % de todos los ingresos generados por la agricultura en Estados Unidos.

El papel de la robótica agrícola
La Robótica Agrícola debe aunar las ventajas aportadas por la robótica clásica con las necesidades a las que se enfrenta la agricultura del Siglo XXI.

Arquitectura de sistemas
 para vehículos agrícolas inteligentes 

Un gran dilema al que se enfrentan los ingenieros dedicados a Robótica Agrícola es el tamaño de los robots. Por una parte, el robot debe tener un tamaño suficiente para cubrir un área mínima en un tiempo razonable y así satisfacer unas demandas de rendimiento equiparables a las actuales. Por otra parte, conforme aumenta el tamaño de las máquinas dotadas de autoguiado y otros automatismos, se incurre en mayores riesgos de accidente, lo que convierte la seguridad y fiabilidad de estas máquinas en el mayor desafío a superar por el diseñador de robots para el campo. Hoy en día, la solución que más aceptación tiene parece situarse a medio camino entre ambas posiciones, consistente en introducir varios robots de tamaño medio y con capacidad para trabajar cooperativamente supervisados por una persona.

Vehículos inteligentes para el viñedo
La arquitectura de sistemas para un robot agrícola genérico, tal como representa la figura, podemos dividirlo en cuatro subsistemas principales: percepción artificial, localización global, control automático, y unidades de procesamiento (Rovira-Más, 2010).

Construcción de mapas vegetativos en viñedos

 Un aforismo repetido frecuentemente tanto por viticultores como bodegueros asegura que el buen vino se hace en el campo y no en la bodega, donde sólo deben hacerse ligeras correcciones. Sin embargo, gran parte de la tecnología en el mundo del vino se ha implantado en la bodega y no en el viñedo. Los motivos son lógicos ya que es mucho más fácil introducir instrumentación avanzada y delicada en instalaciones fijas y bien resguardadas de la intemperie que hacerlo en máquinas móviles que trabajan al exterior durante todo el año. Aún así, tanto viticultores como enólogos han manifestado un creciente interés por monitorizar y controlar, en la medida de lo posible, el desarrollo de la vid y la uva durante todo el periodo productivo. La Robótica Agrícola, afortunadamente, puede proporcionar soluciones en varias fases del ciclo productivo, como ha demostrado la Universidad de Okayama en Japón construyendo un robot capaz de ejecutar el aclareo de bayas, aplicar productos fitosanitarios, embolsar los racimos, y finalmente cosechar la uva todo automáticamente (Kondo et al., 2011).  

Robotcenter.co.uk

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Los objetivos del proyecto de investigación VineRobot
El objetivo de este proyecto es el diseño , desarrollo y despliegue de un nuevo uso - caso del robot agrícola en el ámbito de Unmanned Ground Vehicles ( UGV ) , y equipado con varias tecnologías de sensores no invasivos para controlar : 1 ) del rendimiento de uva , 2 ) el crecimiento vegetativo, 3 ) la falta de agua y 4 ) la composición de la uva con el fin de optimizar la gestión de los viñedos y mejorar la composición de la uva y la calidad del vino .

El uso de UGVS para monitorizar los parámetros fisiológicos del viñedo y de la composición de la uva tiene varias ventajas sobre los dispositivos manuales simples para muestreo y más de UAV.

UGVS pueden proporcionar información clave sobre la fisiología de la viña y de la escasez de agua , la composición de la uva , y la incidencia de plagas y enfermedades "de forma más  rápida que las soluciones manuales y en una resolución más alta , de un modo más flexible, y aun menor costo de exploración aérea llevada a cabo por aviones, tripulados, o no..

El ámbito de aplicación abarca la supervisión integral de los viñedos , a lo largo de toda la temporada , mediante la colocación de un robot de suelo a lo largo de los viñedos ( dotado de inteligencia artificial y técnicas de aprendizaje automático ). Los usuarios del sistema recibirán actualizaciones de la información en aplicaciones móviles (app ) .

Los robots agrícolas de esta propuesta de investigación ( donde se implementarán tecnologías utilizando sensores) permitirán optimizar el manejo del viñedo e impulsar las decisiones fundamentales agronómicas según estimación del rendimiento de uva y facilitarán las  decisiones sobre el control de crecimiento de plantas , el estado del agua , y la composición o evaluación sobre la baya. El UGV propuesto contará con un sistema integrado que incluye la visión artificial , la termografía y sensores basados ​​en fluorescencia .Las iImágenes Canopy y procesos de adquisición de datos se ejecutarán en tiempo real a través de algoritmos personalizados para componer mapas específicos de producción.
(Traducción de Google)