Investigadores de la Universidad de Almería participan, como representantes de España, en el proyecto europeo FUTUREFARM financiado por el VII Programa Marco de la Unión Europea con tres millones de euros. El objetivo de dicho estudio, persigue el desarrollo de herramientas y tecnologías que permitan mejorar los procesos agrícolas reduciendo el impacto medioambiental, donde el equipo almeriense se encargará de desarrollar las aplicaciones robóticas.
Rocío Gómez Rodríguez
El desafío más grande para las explotaciones agrícolas y ganaderas en el futuro será gestionar eficazmente la información dentro y fuera de sus sistemas productivos con el fin de mejorar la viabilidad económica y, al mismo tiempo, reducir los impactos medioambientales causados. Y es que, siguiendo la normativa europea, las explotaciones agropecuarias tienen que cumplir con estándares ambientales y sociales cada vez más estrictos. Este hecho pone de manifiesto la necesidad de desarrollar nuevas tecnologías de la información y las comunicaciones para la correcta consecución de la normativa vigente.
Colaboración internacional
En este sentido, dieciocho grupos de investigación procedentes de diferentes universidades y empresas europeas colaborarán en el desarrollo del proyecto europeo FUTUREFARM. Dicho estudio, financiado con tres millones de euros por el VII Programa Marco de la Unión Europea, persigue determinar los requisitos previos, tanto científicos como técnicos, necesarios para una gestión fácil y fiable de la información de las granjas del futuro. El fin pretendido consiste en la mejorar de los procesos agrícolas y ganaderos al tiempo que se reduce su impacto medioambiental.
Entre dicha representación europea, la colaboración española es efectuada por el grupo de investigación Automática, Electrónica y Robótica de la Universidad de Almería, dirigidos por el doctor José Luis Guzmán Sánchez. Los expertos almerienses, liderados por el profesor Eldert van Henten de la Universidad de Wageningen (Holanda), son los responsables del Work Package 6 dedicado al estudio y desarrollo de las tareas de robótica que atañen a dicho proyecto. Y es que, debido a la alta variabilidad existente entre las regiones agrícolas de la Unión Europea, como el tipo de explotación y/o cosecha y la adopción tecnológica efectuada, entre otras características, dificultan el desarrollo de soluciones tecnológicas.
Por tanto, el objetivo claro de este proyecto iniciado a principios de año, consiste en aportar soluciones robotizadas que presenten un óptimo compromiso entre la eficiencia energética, la reducción del impacto ambiental y los beneficios económicos al final de su andadura, en diciembre de 2010. Al mismo tiempo, dicha tecnología debe permitir la realización de funciones que resulten tediosas o peligrosas para la salud humana, con el fin de evitar la exposición de los trabajadores a las mismas, ya que el ámbito de conocimiento de la robótica manifiesta especial relevancia a la hora de aportar soluciones que conlleven un aumento de la eficiencia y una reducción del impacto medioambiental.
Mejorando el fitorobot almeriense
No es de extrañar que dicho grupo de investigación almeriense sea merecedor del desarrollo robótico del proyecto FUTUREFARM, teniendo en cuenta que junto con el equipo investigador Tecnología de la Producción Agraria en Zonas Semiáridas, también perteneciente a la Universidad de Almería, posee la titularidad del `Fitorobot´. Esta invención, consiste en el desarrollo de un robot pulverizador autopropulsado que se desplaza de forma autónoma por las líneas de cultivo de los invernaderos, el cual ha recibido varios premios, incluido el Premio Internacional European Award UNACOMA Vision Event, en el año 2006 en la ciudad Alemana de Berlin.
Actualmente, los responsables de su creación están trabajando a cargo del doctor y profesor del departamento de Ingeniería Rural Julián Sánchez-Hermosilla López, con el fin de mejorar su eficiencia. Para ello, han recibido una financiación de 132.200 euros desde el Ministerio de Educación y Ciencia, con la que tratarán de determinar los volúmenes óptimos de aplicación de fitosanitarios y desarrollar el modelo empírico necesario para la calibración de los equipos de tratamiento, centrándose fundamentalmente en la implementación y ajuste del algoritmo de control de la presión de pulverizado de dicho Fitorobot.
Adecuación al crecimiento vegetativo
Uno de los principales problemas a la hora de trabajar en cultivos protegidos se debe a que la estructura y/o distribución de las plantas varía en el interior de los invernaderos a lo largo del período productivo. Esta variación de las especies vegetales a lo largo del ciclo vital, conlleva una deficiencia de información que disminuye la eficacia del fitorobot, ya que en general los agricultores no poseen mapas digitales actualizados de los invernaderos representativos de cada estadio. Por esta razón, se ha implementado una técnica valida para la construcción de mapas sensoriales, que pueden ser transformados en mapas geométricos. Este algoritmo se ejecuta cuando el vehículo se mueve utilizando la técnica quasi-reactiva, que fusiona los datos de los sónares o sensores de ultrasonidos y las diferentes posiciones que ocupa el vehículo.
Otro de los aspectos que se pretende mejorar, hace referencia a la situación de crecimiento de los cultivos en que el estado de la vegetación es tal que la masa foliar se concentra a alturas medias y superiores del invernadero. Como consecuencia de este desigual desarrollo, los sónares no detectan los objetos, y dado que el sistema de navegación utiliza la información proporcionada por estos sensores para centrar al robot en los pasillos del invernadero, el robot se encontrará ante una situación de parada.
Para solucionar este defecto, en una tercera fase ha sido necesario dotar al vehículo autónomo de un sistema sensorial auxiliar de guiado basado en visión artificial. Este sistema permite operar al robot haciendo uso exclusivo de dicho sensor, o un uso conjunto de todos los sensores existentes en el fitorobot. No obstante, en la implementación de este sistema se están barajando dos alternativas. Una primera, basada en una cámara de bajo coste donde la carga computacional reside en el sistema empotrado; y otra, basada en una cámara inteligente de mayor coste que se encarga de realizar todo el procesamiento de las imágenes.
Una vez desarrollados estos aspectos, los expertos se centrarán en la determinación de los requisitos computacionales de los algoritmos de control con el fin de seleccionar una arquitectura que satisfaga dichos requerimientos. Además, deberán tener en cuenta otros aspectos tales como la relación calidad/precio, escalabilidad, modularidad del hardware, determinación del sistema operativo, tanto en tiempo real como a nivel de herramientas y lenguaje de programación, etc.
Actualmente, los científicos de la Universidad de Almería han realizado numerosas pruebas del sistema completo, tanto a nivel del hardware como a nivel del software, con el fin de comprobar que cumple con las especificaciones del diseño. Para ello se han realizado pruebas tanto en laboratorio como en instalaciones reales de invernaderos, donde se han obteniendo excelentes resultados.
