Los robots agrícolas neuromórficos acabarán con los monocultivos


Mundo Agropecuario ha leído un comunicado del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Fotónica de la Universidad Tecnológica Danesa (DTU Electro), que habla sobre el papel de los robots agrícolas en el apoyo a la biodiversidad del campo: “En Dinamarca, la agricultura ocupa casi 2/3 de la tierra y, a menudo, un solo cultivo se cultiva en grandes cuadrados. Esto es perjudicial para la biodiversidad, pero los robots agrícolas pueden ayudar a acabar con el monocultivo, y el nuevo proyecto de DTU allanará el camino para ese futuro.

Cuando el profesor de DTU Electro, Lazaros Nalpanthidis, ve un campo, imagina un futuro en el que un enjambre de robots agrícolas se ocupará de los cultivos por su cuenta. Cada máquina tiene su propia tarea: algunas siembran, otras eliminan las malas hierbas y controlan las plantas en busca de plagas, riegan, rocían pesticidas y otras cosechan. Y los campos se ven diferentes. No hay interminables hileras de trigo, cebada y maíz, sino muchos cultivos diferentes, y la vida está en pleno apogeo en todas partes.

“Si queremos mejorar la biodiversidad, debemos cambiar nuestra agricultura. En Dinamarca, la agricultura ocupa más del 60% de nuestra tierra y la gran mayoría de los campos son monocultivos, aunque hay que luchar por la biodiversidad. Hemos creado un entorno para nuestras máquinas agrícolas familiares. La robotización nos permite pasar a un nuevo nivel de producción agrícola”, afirma Lazaros Nalpantidis.

Lidera el proyecto SAVA (Vehículos autónomos seguros para la agricultura) para desarrollar robots agrícolas seguros que puedan operar de forma autónoma en áreas mucho más pequeñas que las grandes máquinas agrícolas. Esto ayudará a crear un terreno fértil para un cambio de paradigma en la agricultura y poner fin al monocultivo manteniendo al mismo tiempo la eficiencia y el rendimiento.

“Antes de la industrialización, los agricultores normalmente cultivaban varios cultivos diferentes en un mismo campo. Pero cuando las máquinas reemplazaron el trabajo manual, se volvió más lógico y económico cultivar el mismo cultivo, ya que hizo más fácil arar, aplicar fertilizantes, aplicar pesticidas y cosechar utilizando maquinaria agrícola altamente eficiente”, explica Ane Kirstin Aare. Es profesora asociada en el Departamento de Recursos Humanos y Tecnología de la RUC y ha realizado investigaciones sobre la transición a prácticas agrícolas sostenibles como los cultivos intercalados, donde se cultivan múltiples cultivos en el mismo campo.

“La agricultura se ha vuelto más eficiente, pero el monocultivo es una mala noticia para la biodiversidad. En la naturaleza, hay muchas plantas diferentes que florecen en diferentes épocas del año, y una variada cobertura de árboles, arbustos, pastos y hierbas, creando hábitat para una variedad de especies animales y todo lo que desaparece cuando los campos son uniformes. El monocultivo aumenta el riesgo de que todo el campo se vea afectado por plagas y enfermedades, y por tanto también aumenta la necesidad de utilizar pesticidas, lo que va en detrimento de la biodiversidad. El problema es que hemos pasado por completo a un sistema de producción de alimentos basado en prácticas de monocultivo. Cambiar de rumbo es difícil”, afirma Ane Kirstin Aare.

La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) concluyó en un informe que el monocultivo en la agricultura da como resultado una menor diversidad de plantas y, por lo tanto, menos servicios ecosistémicos. Hay menos polinizadores como las abejas, menos enemigos naturales de las plagas, menos microorganismos en el suelo y menos especies de cultivos silvestres. La FAO señala que una solución es la tecnología que puede tener un impacto positivo en la biodiversidad, y aquí es donde entran en juego los robots.

Las tecnologías robóticas están penetrando poco a poco en la agricultura: ya existen robots desherbadores (incluido el robot Galirumi, creado con la participación de investigadores del DTU), robots para aplicar pesticidas y cosechar. Sin embargo, por ahora, la robótica de campo sigue siendo una curiosidad. Así, según Estadísticas de Dinamarca, sólo el 1% de las granjas danesas utilizan vehículos no tripulados o tecnologías robóticas, y la tecnología aún no está suficientemente desarrollada para que los robots funcionen de forma completamente autónoma, por lo que la supervisión humana es obligatoria. 

El principal problema, afirma Lazaros Nalpanthidis, es que los robots todavía no pueden hacer frente a obstáculos inesperados, ya sean rocas, árboles, personas o animales, y esto es lo que soluciona el proyecto SAVA. Lazaros Nalpanthidis y sus colegas están probando una variedad de nuevas tecnologías de sensores para mejorar la seguridad y la autonomía de los robots en el campo.

Hoy en día, los robots y los vehículos autónomos utilizan principalmente cámaras y lidar, una tecnología láser que les permite medir distancias, pero el proyecto SAVA está introduciendo cámaras infrarrojas y de imágenes térmicas para ayudar a un robot a detectar animales o personas en su camino. 

Además, el proyecto probará las llamadas cámaras neuromórficas (también conocidas como cámaras basadas en eventos). Convencionalmente, funcionan más como nuestros ojos y sólo registran cuando algo cambia en la imagen, en lugar de registrar constantemente todo lo que hay en la imagen.

Mientras que las mejores cámaras DSLR disparan alrededor de 120 fotogramas por segundo, una cámara neuromórfica puede disparar hasta 1.000.000 de fotogramas por segundo.

Lazaros Nalpanthidis espera que esta tecnología acelere significativamente la reacción de los robots ante obstáculos inesperados y se detengan si, por ejemplo, un animal o una persona se les cruza repentinamente.

Los robots podrían cambiar fundamentalmente la apariencia de nuestros campos. Como los robots agrícolas suelen ser significativamente más pequeños que las máquinas agrícolas tradicionales, se pueden adaptar para trabajar en un área más pequeña sin sacrificar la eficiencia, dicen los investigadores. Es decir, es posible plantar franjas estrechas de varios cultivos diferentes uno al lado del otro, ya que los robots pueden sembrar, regar, fumigar y cosechar en un área estrecha.

Los cultivos intercalados son mejores para la biodiversidad. Esta práctica proporciona hábitat para más especies y también reduce la necesidad de aplicar fertilizantes y pesticidas. Si un cultivo se ve afectado por plagas o enfermedades, se limita a una franja en lugar de a todo el campo.

A largo plazo, los robots tendrán un impacto en la conservación de los paisajes naturales. En muchos lugares, los campos se adaptan a las necesidades de poderosas máquinas agrícolas (se drenan arroyos y tierras bajas y se nivelan colinas), pero los pequeños robots siguen cada vez más las formas de la naturaleza.

Según Lazaros Nalpanthidis, en diez años, los enjambres de agrobots podrían convertirse en una realidad en el campo. “Soy bastante optimista porque hay muchos incentivos en este ámbito y está claro que no podemos continuar con la producción agrícola actual. Esto es sencillamente insostenible”, concluyó el investigador. 

(Fuente: DTU.)