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Robot utiliza el aprendizaje automático para cosechar lechuga

Robot utiliza el aprendizaje automático para cosechar lechuga
Una cosechadora robótica, apodada ‘Vegebot’, ha sido entrenada para identificar y cosechar lechuga iceberg, un cultivo que hasta ahora ha resistido la automatización. Crédito: Universidad de Cambridge

Los ingenieros han desarrollado un robot de recolección de verduras que utiliza el aprendizaje automático para identificar y cosechar un cultivo agrícola común pero desafiante.


por Sarah Collins, Universidad de Cambridge


El ‘Vegebot’, desarrollado por un equipo de la Universidad de Cambridge, fue entrenado inicialmente para reconocer y cosechar lechuga iceberg en un laboratorio. Ahora se ha probado con éxito en una variedad de condiciones de campo en cooperación con G’s Growers, una cooperativa local de frutas y verduras.

Aunque el prototipo no es ni de lejos tan rápido o eficiente como un trabajador humano, demuestra cómo se podría expandir 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 se han cosechado mecánicamente a escala durante décadas, pero hasta la fecha muchos otros cultivos se han resistido a la automatización. La lechuga iceberg es uno de esos cultivos. Aunque es el tipo de lechuga más común que se cultiva en el Reino Unido, el iceberg se daña fácilmente y crece relativamente plano en el suelo, lo que representa un desafío para las cosechadoras robóticas.

«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 funcione con lechuga iceberg, también podríamos hacerlo funcionar con muchos otros cultivos».

«Por el 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, quien trabajó en los componentes de visión por computadora del Vegebot mientras era estudiante de pregrado. en el laboratorio del Dr. 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 triturarla para que esté ‘lista para el supermercado ‘. «Para un humano, todo el proceso toma un par de segundos, pero es un problema realmente desafiante para un robot», dijo la coautora Josie Hughes.

El Vegebot tiene dos componentes principales: un sistema de visión por computadora y un sistema de corte. La cámara superior del Vegebot toma una imagen del campo de lechugas y primero identifica todas las lechugas en la imagen, y luego, para cada lechuga, clasifica si se debe cosechar o no. Una lechuga puede ser rechazada porque aún no está madura o puede tener una enfermedad que podría extenderse a otras lechugas en la cosecha.

Los investigadores desarrollaron y entrenaron un algoritmo de aprendizaje automático con imágenes de ejemplo de lechugas. Una vez que Vegebot pudo reconocer lechugas saludables en el laboratorio, fue entrenado en el campo, en una variedad de condiciones climáticas, en miles de lechugas reales.

Una segunda cámara en el Vegebot se coloca cerca de la cuchilla de corte y ayuda a garantizar un corte suave. Los investigadores también pudieron ajustar la presión en el brazo de agarre del robot para que sostuviera la lechuga lo suficientemente firme como para no dejarla caer, pero no tan firme como para aplastarla. La fuerza del agarre se puede ajustar para otros cultivos.

«Queríamos desarrollar enfoques que no fueran necesariamente específicos de la lechuga iceberg, de modo que puedan usarse para otros tipos de cultivos sobre el suelo», dijo Iida, quien dirige el equipo detrás de la investigación.

En el futuro, las cosechadoras robóticas podrían ayudar a abordar 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 normalmente una vez y se descartan las verduras o frutas que no están maduras. Sin embargo, se podría entrenar a un recolector robótico para que recoja solo vegetales maduros, y dado que podría cosechar todo el día, podría realizar múltiples pasadas en el mismo campo , regresando en una fecha posterior para cosechar las verduras que no estaban maduras durante las pasadas anteriores.

«También estamos recopilando muchos datos sobre la lechuga , que podrían usarse para mejorar la eficiencia, como qué campos tienen los rendimientos más altos», dijo Hughes. «Todavía tenemos que acelerar nuestro Vegebot hasta el punto en que pueda competir con un humano, pero creemos que los robots tienen mucho potencial en tecnología agrícola».



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