Desarrollo de un robot para la caracterización y el tratamiento de las plantas en agricultura de precisión

Abstract

Con el fin de automatizar trabajos en el sector agrícola utilizando información sobre la plantación, se plantea en este trabajo el desarrollo de un sistema hardware y software que sea capaz de evaluar el estado de las plantas de un cultivo y actuar sobre ellas. Para ello, el software debe ser capaz de planificar las trayectorias que debe realizar el brazo articulado alrededor de la planta, pero sin dañarla, y pudiendo aplicar tratamientos sobre ella. Este documento persigue ser útil para favorecer la aplicación de la llamada agricultura de precisión en nuestro país, en concreto aplicada a cultivos ecológicos. La agricultura de precisión podría definirse como un tipo de agricultura fundamentado en la recolección de datos del cultivo. Tiene la finalidad de apoyar las decisiones en esta información para actuar únicamente donde es imprescindible la aplicación de los recursos, y en la medida en que se estos se necesiten. Conseguir una gestión óptima de los recursos es una de las múltiples ventajas que ofrece la introducción de robots en el entorno agrícola. El objetivo de la automatización de la agricultura es satisfacer la creciente demanda de alimentos producida por un aumento de la población. Y especialmente este trabajo pretende ayudar a aumentar la producción de la agricultura ecológica para satisfacer su incremento en la demanda. La diferencia entre la agricultura ecológica y la agricultura convencional reside en el no uso de productos fitosanitarios de la primera. Lo cual reduce el impacto medioambiental por superficie de las plantaciones. Y para compensar la falta de insecticidas o plaguicidas, han surgido otras técnicas como los cultivos en hileras alternas, que optimizan el consumo de nutrientes del suelo y dificultan la propagación de plagas. Sin embargo, su gestión requiere de tecnologías específicas como la que pretende desarrollar este trabajo. Para alcanzar los objetivos propuestos se debe hacer uso de varias tecnologías que se describirán a continuación. En primer lugar, el cálculo de las cinemáticas se realiza en ROS, con ayuda del paquete MoveIt!. Dichas herramientas permiten llevar a cabo cualquier tipo de trayectoria con el terminal del robot dentro del área de trabajo del robot. Respecto al hardware empleado para la consecución de este trabajo, consiste en el sistema compuesto por el brazo robótico de la empresa igus, Robolink RL-DC, de cinco grados de libertad que se encuentra colgando de un carrito. En el carrito también se encuentran una cámara multiespectral, capaz de percibir radiaciones externas al espectro visible, y dos sensores con un haz de láseres, uno por delante y otro por detrás, usados para medir la distancia a la que se encuentra la planta y con esta información generar la superficie. Por último, el sistema presenta también un tanque sobre el carrito, dedicado especialmente a los tratamientos líquidos de las plantas para ello el robot presentará un pulverizador en su extremo.