Robot agrícola

El efector final de un robot es el dispositivo ubicado en el extremo del brazo robótico , utilizado para diversas operaciones agrícolas. Se han desarrollado varios tipos de efectores finales. En una explotación agrícola de uvas en Japón , se desarrollaron efectores finales para la cosecha, el aclareo de bayas, la fumigación y el embolsado. Los siguientes diseños, si bien han demostrado su eficacia en experimentos de laboratorio y de campo, aún no se han aplicado comercialmente.

Cada efector final se diseñó en función de la naturaleza de la tarea y la forma y el tamaño de la fruta objetivo. Por ejemplo, los efectores finales utilizados para la cosecha se diseñaron para sujetar, cortar y empujar los racimos de uvas.

El aclareo de bayas es otra operación que se realiza en las uvas y se utiliza para aumentar su valor comercial , incrementar su tamaño y facilitar el proceso de racimos. Para el aclareo de bayas, un efector final consta de una parte superior, una intermedia y una inferior. La parte superior tiene dos placas y una goma que se puede abrir y cerrar. Las dos placas comprimen las uvas para cortar las ramas del raquis y extraer el racimo . La parte intermedia contiene una placa de agujas, un resorte de compresión y otra placa con orificios distribuidos por su superficie. Cuando las dos placas se comprimen, las agujas perforan las uvas. A continuación, la parte inferior tiene un dispositivo de corte que corta el racimo para estandarizar su longitud.

Para la pulverización, el efector final consta de una boquilla acoplada a un manipulador. En la práctica, los productores buscan asegurar una distribución uniforme del producto químico en el racimo. Por lo tanto, el diseño permite una distribución homogénea del producto químico al hacer que la boquilla se mueva a velocidad constante, manteniendo la distancia con el objetivo.

El paso final en la producción de uva es el proceso de embolsado. El efector final de embolsado está diseñado con un alimentador de bolsas y dos dedos mecánicos. En el proceso de embolsado, el alimentador de bolsas consta de ranuras que suministran continuamente bolsas a los dedos con un movimiento ascendente y descendente. Mientras la bolsa se alimenta a los dedos, dos resortes de lámina ubicados en el extremo superior de la bolsa la mantienen abierta. Las bolsas se producen para contener las uvas en racimos. Una vez finalizado el proceso de embolsado, los dedos se abren y liberan la bolsa. Esto cierra los resortes de lámina, sellando la bolsa e impidiendo que se vuelva a abrir. ^{[ 8 ]}

La pinza es un dispositivo de agarre que se utiliza para la recolección del cultivo. Su diseño se basa en la simplicidad, el bajo costo y la eficacia. Por lo general, consta de dos dedos mecánicos que se mueven de forma sincronizada al realizar su tarea. Las especificaciones del diseño dependen de la tarea que se esté realizando. Por ejemplo, en un procedimiento que requiere cortar plantas para la recolección, la pinza está equipada con una cuchilla afilada.

El manipulador permite que la pinza y el efector final naveguen por su entorno. El manipulador consta de cuatro brazos paralelos que mantienen la posición y la altura de la pinza. También puede utilizar uno, dos o tres actuadores neumáticos . Los actuadores neumáticos son motores que producen movimiento lineal y rotatorio al convertir aire comprimido en energía . El actuador neumático es el más eficaz para robots agrícolas debido a su alta relación potencia-peso. El diseño más rentable para el manipulador es la configuración de un solo actuador, aunque esta es la opción menos flexible. ^{[ 9 ]}

Existe preocupación por la cantidad de mano de obra que necesita el sector agrícola. Con una población que envejece, Japón no puede satisfacer las demandas del mercado laboral agrícola. ^{[ 12 ]} De manera similar, Estados Unidos actualmente depende de un gran número de trabajadores inmigrantes, pero entre la disminución de trabajadores agrícolas de temporada y los crecientes esfuerzos del gobierno para detener la inmigración, tampoco pueden satisfacer la demanda. ^{[ 12 ] [ 13 ]} Las empresas a menudo se ven obligadas a dejar que las cosechas se pudran debido a la imposibilidad de recolectarlas todas al final de la temporada. ^{[ 12 ]} Además, existe preocupación por la creciente población que deberá ser alimentada en los próximos años. ^{[ 12 ] [ 14 ]} Debido a esto, existe un gran deseo de mejorar la maquinaria agrícola para hacerla más rentable y viable para su uso continuo. ^{[ 12 ]}

Gran parte de la investigación actual continúa orientándose hacia los vehículos agrícolas autónomos. Esta investigación se basa en los avances logrados en los sistemas de asistencia al conductor y los automóviles autónomos . ^{[ 13 ]}

Aunque los robots ya se han incorporado en muchas áreas del trabajo agrícola, todavía están muy ausentes en la cosecha de diversos cultivos. Esto ha empezado a cambiar a medida que las empresas comienzan a desarrollar robots que realizan tareas más específicas en la granja. La mayor preocupación sobre los robots en la cosecha de cultivos proviene de la cosecha de cultivos delicados como las fresas, que pueden dañarse fácilmente o no ser recolectadas en absoluto. ^{[ 12 ] [ 13 ]} A pesar de estas preocupaciones, se están haciendo progresos en esta área. Según Gary Wishnatzki, cofundador de Harvest Croo Robotics, uno de sus recolectores de fresas que actualmente se está probando en Florida puede "recolectar un campo de 25 acres en solo tres días y reemplazar a un equipo de aproximadamente 30 trabajadores agrícolas". ^{[ 13 ]} Se están haciendo progresos similares en la cosecha de manzanas, uvas y otros cultivos. ^{[ 11 ] [ 13 ] [ 14 ]} En el caso de los robots para la cosecha de manzanas, los desarrollos actuales han sido demasiado lentos para ser comercialmente viables. Los robots modernos son capaces de cosechar manzanas a un ritmo de una cada cinco a diez segundos, mientras que el ser humano promedio cosecha a un ritmo de una por segundo. ^{[ 15 ]}

Otro objetivo que se están fijando las empresas agrícolas implica la recopilación de datos . ^{[ 14 ]} Existe una creciente preocupación por el aumento de la población y la disminución de la mano de obra disponible para alimentarla. ^{[ 12 ] [ 14 ]} La recopilación de datos se está desarrollando como una forma de aumentar la productividad en las explotaciones agrícolas. ^{[ 14 ]} AgriData está desarrollando actualmente una nueva tecnología para hacer precisamente esto y ayudar a los agricultores a determinar mejor el mejor momento para cosechar sus cultivos mediante el escaneo de los árboles frutales. ^{[ 14 ]}

• Control de malezas mediante láseres (por ejemplo, LaserWeeder de Carbon Robotics) ^{[ 16 ] [ 17 ]}
• Los robots Luna de TRIC Robotics utilizan luz ultravioleta C para dañar el ADN de las plagas y aspirar los insectos ^{[ 18 ].}
• Robots de agricultura de precisión que aplican bajas cantidades de herbicidas y fertilizantes con precisión mientras mapean la ubicación de las plantas ^{[ 17 ] [ 19 ]}
• Blue River Technology ha desarrollado un implemento agrícola para tractor que solo rocía las plantas que requieren rociado, reduciendo el uso de herbicidas en un 90 % ^{[ 20 ] [ 21 ].}
• Lettuce Bot - Eliminación orgánica de malezas y aclareo de lechugas ^{[ 22 ]}
• El robot autónomo de fumigación de malezas IBEX para terrenos extremos, en desarrollo ^{[ 23 ].}
• ecoRobotix ha fabricado un robot deshierbado y pulverización alimentado por energía solar ^{[ 24 ].}

• Los robots de recolección están en desarrollo ^{[ 25 ].}
• Vinobot y Vinoculer ^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]}
• Burro , un robot de transporte y seguimiento de ruta con potencial para expandirse a la recolección y la fitopatología ^{[ 29 ].}
• Harvest Automation es una empresa fundada por antiguos empleados de iRobot para desarrollar robots para invernaderos ^{[ 30 ].}
• Small Robot Company desarrolló una gama de pequeños robots agrícolas, cada uno enfocado en una tarea particular (deshierbar, rociar, perforar agujeros, ...) y controlado por un sistema de IA ^{[ 31 ].}

• Agreenculture ^{[ 32 ]}
• Polly+, un robot de Arugga AI Farming para polinizar flores de tomate en invernaderos ^{[ 33 ]}
• Robot para plantar arroz desarrollado por el Centro Nacional de Investigación Agrícola de Japón ^{[ 34 ]}

• ROS Agriculture, un software de código abierto para robots agrícolas que utiliza el sistema operativo de robots ^{[ 35 ]}

• FarmBot , ^{[ 36 ]} un proyecto de agricultura de control numérico computarizado (CNC) de código abierto ^{[ 37 ]}

• VAE, en desarrollo por una startup argentina de tecnología agrícola, tiene como objetivo convertirse en una plataforma universal para múltiples aplicaciones agrícolas, desde la pulverización de precisión hasta el manejo de ganado ^{[ 38 ].}
• Centro Australiano de Robótica de Campo ( ACFR ) RIPPA, para pulverización localizada ^{[ 3 ]}
• ACFR SwagBot, para el monitoreo de ganado
• ACFR Digital Farmhand, para fumigar, desherbar y sembrar ^{[ 39 ]}
• Thorvald, un robot agrícola autónomo modular multipropósito desarrollado por Saga Robotics. ^{[ 40 ]}
• Evento Fieldrobot, una competición de robótica agrícola móvil ^{[ 41 ]}
• siembra de nubes ^{[ 42 ]}