Robot utiliza el aprendizaje automático para cosechar lechuga
El'Vegebot', desarrollado por un equipo de la Universidad de Cambridge, fue entrenado inicialmente para reconocer y cosechar lechuga iceberg en un laboratorio. Ahora ha sido probado con éxito en una variedad de condiciones de campo en cooperación con G's Growers, una cooperativa local de frutas y verduras.
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SKY-TOM/ Pixabay
Aunque el prototipo no es ni mucho menos tan rápido ni tan eficiente como un trabajador humano, demuestra cómo se puede ampliar el uso de la robótica en la agricultura, incluso para cultivos como la lechuga iceberg, que son particularmente difíciles de cosechar mecánicamente. Los resultados se publican en The Journal of Field Robotics.
Cultivos como la papa y el trigo han sido cosechados mecánicamente a escala durante décadas, pero muchos otros cultivos se han resistido hasta la fecha a la automatización. La lechuga iceberg es uno de esos cultivos. Aunque es el tipo más común de lechuga cultivada en el Reino Unido, el iceberg se daña fácilmente y crece relativamente plano en el suelo, lo que supone un reto para los recolectores robotizados.
"Cada campo es diferente, cada lechuga es diferente", dijo el coautor Simon Birrell, del Departamento de Ingeniería de Cambridge. "Pero si podemos hacer que una cosechadora robótica trabaje con lechuga iceberg, también podríamos hacer que funcione con muchos otros cultivos."
"En este momento, la cosecha es la única parte del ciclo de vida de la lechuga que se realiza manualmente, y es muy exigente físicamente", dijo la coautora Julia Cai, que trabajó en los componentes de visión por ordenador de la Vegebot cuando era estudiante de pregrado en el laboratorio de la Dra. Fumiya Iida.
El Vegebot primero identifica el cultivo"objetivo" dentro de su campo de visión, luego determina si una lechuga en particular está sana y lista para ser cosechada, y finalmente corta la lechuga del resto de la planta sin aplastarla para que esté"lista para el supermercado". "Para un humano, todo el proceso toma un par de segundos, pero es un problema realmente difícil para un robot", dijo la coautora Josie Hughes.
El Vegebot tiene dos componentes principales: un sistema de visión por ordenador y un sistema de corte. La cámara superior de la Vegebot toma una imagen del campo de lechuga y primero identifica todas las lechugas de la imagen, y luego, para cada lechuga, clasifica si debe ser cosechada o no. Una lechuga puede ser rechazada porque aún no está madura, o porque puede tener una enfermedad que puede propagarse a otras lechugas en la cosecha.
Los investigadores desarrollaron y entrenaron un algoritmo de aprendizaje de máquinas sobre imágenes de ejemplo de lechugas. Una vez que el Vegebot pudo reconocer las lechugas sanas en el laboratorio, fue entrenado en el campo, en una variedad de condiciones climáticas, sobre miles de lechugas reales.
Una segunda cámara en el Vegebot se coloca cerca de la hoja de corte y ayuda a asegurar un corte suave. Los investigadores también fueron capaces de ajustar la presión en el brazo de agarre del robot para que sujetara la lechuga con la suficiente firmeza como para no dejarla caer, pero no tan firme como para aplastarla. La fuerza de agarre se puede ajustar para otros cultivos.
"Queríamos desarrollar enfoques que no fueran necesariamente específicos para la lechuga iceberg, de modo que puedan ser utilizados para otros tipos de cultivos sobre el suelo", dijo Iida, que dirige el equipo que está detrás de la investigación.
En el futuro, las cosechadoras robóticas podrían ayudar a resolver los problemas de escasez de mano de obra en la agricultura, y también podrían ayudar a reducir el desperdicio de alimentos. Por el momento, cada campo se cosecha una vez, y cualquier verdura o fruta no madura se descarta. Sin embargo, una cosechadora robótica puede ser entrenada para cosechar solamente vegetales maduros, y como puede cosechar las 24 horas del día, puede realizar múltiples pasadas en el mismo campo, regresando en una fecha posterior para cosechar los vegetales que no estaban maduros en pasadas anteriores.
"También estamos recopilando muchos datos sobre la lechuga, que podrían utilizarse para mejorar la eficiencia, como por ejemplo, qué campos tienen los rendimientos más altos", dijo Hughes. "Todavía tenemos que acelerar nuestro Vegebot hasta el punto de que pueda competir con un humano, pero creemos que los robots tienen mucho potencial en agro-tecnología."
El grupo de Iida en Cambridge también forma parte del primer Centro de Formación Doctoral (CDT) en robótica agroalimentaria del mundo. En colaboración con investigadores de la Universidad de Lincoln y de la Universidad de East Anglia, los investigadores de Cambridge formarán a la próxima generación de especialistas en robótica y sistemas autónomos para su aplicación en el sector agrotécnico. El Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC) ha concedido 6,6 millones de libras esterlinas para el nuevo CDT, que apoyará al menos a 50 estudiantes de doctorado.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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