Universidad
Politécnica de Madrid

31.10.16

Investigadores del Grupo de Robótica y Cibernética (RobCib) del Centro de Automática y Robótica (CAR) -un centro mixto de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)- han empleado un equipo formado por un robot terrestre y otro aéreo para medir la temperatura, la humedad, la luminosidad y la concentración de dióxido de carbono de un invernadero, tanto en el suelo como en diferentes alturas. La información que recogen ambos robots sobre el invernadero permite conocer en todo momento las condiciones de los cultivos y detectar problemas antes de que sea demasiado tarde.

Equipo de robots empleado en los experimentos. / CAR (UPM-CSIC).

¿Qué hacen esos robots que se mueven entre las plantas? Esta es una pregunta que en un futuro próximo se podrá hacer la gente que visite un invernadero. Lo cierto es que la productividad de estas explotaciones depende en gran medida de las condiciones en las que crecen las plantas. Mantener la temperatura, la humedad y otras variables en valores adecuados permite obtener buenas cosechas en términos de cantidad y calidad. Sin embargo, cualquier desequilibrio en estas variables puede causar estragos que van desde la caída de la productividad hasta la pérdida de la cosecha. Por esta razón es importante conocer al momento y de forma continua las condiciones del invernadero. Volviendo a la pregunta inicial, estos robots están haciendo un trabajo que los humanos no pueden ni quieren hacer: supervisar las condiciones ambientales del invernadero durante 24 horas al día y 365 días al año.

¿Por qué utilizar varios robots en lugar de uno solo? Básicamente porque la unión hace la fuerza. No es solo que dos robots puedan cubrir un invernadero empleando menos tiempo que uno solo, sino que cada uno puede aprovechar sus cualidades para acometer las tareas que se le dan mejor. En este caso, el robot terrestre aporta robustez, autonomía y tolerancia a fallos, ya que puede recorrer los pasillos del invernadero cargando con su compañero durante 5 horas. Por su parte, el robot aéreo aporta agilidad y velocidad, ya que es capaz de intervenir en momentos precisos, accediendo a zonas difíciles y tomando medidas a diferentes alturas. Todo esto ha sido probado con éxito en las simulaciones y trabajos de campo realizados en un invernadero experimental de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas de la UPM.

Mapa del invernadero construido por el robot terrestre y mapas de temperatura, humedad, luminosidad y CO2 realizados durante un recorrido del invernadero. / CAR (UPM-CSIC).

El estudio que ha llevado a cabo un equipo de investigadores del grupo RobCib establece una estrategia para que el equipo de robots sea capaz de cumplir con su misión. Primero, el robot terrestre recorre los pasillos del invernadero controlado con un mando para generar un mapa. A continuación, este robot realiza su ruta en el invernadero de manera autónoma y va tomando medidas de temperatura, humedad, iluminación y concentración de dióxido de carbono. Cuando el robot terrestre encuentra un obstáculo que impide su avance o detecta una medición anómala, el robot aéreo despega, realiza una ruta para evitar el obstáculo o investigar las causas de la anomalía y vuelve a aterrizar sobre el robot terrestre. Podemos ver a los robots trabajando sobre el terreno en esta grabación realizada por los investigadores.

Este trabajo, que ha sido publicado recientemente en la revista Sensors, continúa con una de las líneas de investigación del RobCib, la aplicación de robots en la agricultura bajo plásticos. Los próximos objetivos son, en opinión de los investigadores, “lograr que el equipo opere de forma continuada en un invernadero productivo y comparar su rendimiento con el de otras alternativas como las redes de sensores”. Así mismo, los principales retos tienen que ver con la autonomía del sistema formado por los robots y la navegación autónoma del robot aéreo en el invernadero. Lo que parece cada vez más cierto es que los robots se están haciendo un hueco en los invernaderos.



Enlaces de interés:
http://blogs.upm.es/robcib/2016/10/06/robotica-en-invernaderos/



ROLDAN, J.J.; GARCIA-AUNON, P.; GARZON, M.; DE LEON, J.; DEL CERRO, J.; BARRIENTOS, A. "Heterogeneous Multi-Robot System for Mapping Environmental Variables of Greenhouses". Sensors 16 (7). DOI: 10.3390/s16071018. July 2016.