Desarrollan jóvenes de Chapingo robot agricultor que competirá en Inglaterra
Por Armando Bonilla
Ciudad de México. 23 de mayo de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- En la zona centro y sur del país, es cada vez más común, al circular por las carreteras que conectan a los diferentes estados aledaños, observar cómo la mancha urbana devora todo a su paso, desde bosques y áreas naturales, hasta las tierras destinadas a la cosecha.
En aquellas zonas, donde otrora se observaban extensas hectáreas de cultivo, hoy en día se aprecian pequeñas parcelas, algunas que apenas llegan a una hectárea de tierra. Ejemplo de ello se vive en gran parte del centro y sur del país, donde existen familias (pequeños productores) que se dedican a la siembra de maíz, principalmente.
Entre muchos otros, uno de los problemas que esa situación supone tiene que ver con la poca viabilidad para que esos pequeños productores hagan uso de la maquinaria agrícola existente en la actualidad, como tractores, cosechadoras, fertilizadoras, cortadoras.
En ese contexto, el profesor investigador del Departamento de Irrigación y parte del núcleo básico del Posgrado de Ingeniería Agrícola y Uso Integral del Agua de la Universidad Autónoma Chapingo (UACh), Noé Velázquez López, se dio a la tarea de desarrollar un robot para uso agrícola adaptado a esas necesidades del campo.
Se trata de un proyecto que Velázquez López arrancó como parte de sus estudios de maestría realizados en Japón, gracias a una beca que recibió del país nipón, y al cual le dio continuidad durante su doctorado, mismo que cursó también en el país oriental.
"Antes de estudiar mi maestría (en 2007) realicé una estancia de cuatro meses allá en Japón (…) Durante esa estancia, noté que Japón tiene superficies de cultivo muy pequeñas, similares a las que hay en la zona centro y sur de México, ante ello pensé que no tiene caso hacer uso de tecnología muy grande para mecanizar pequeñas áreas. En ese momento comencé a trabajar un proyecto para mecanizar pequeñas áreas de cultivo para aplicar tanto allá como aquí en México, lo cual es justamente uno de los requisitos para obtener la beca del gobierno japonés, es decir, que se trate de un proyecto que resuelva necesidades en ambas naciones", explicó en entrevista para la Agencia Informativa Conacyt.
El escenario del campo en México
De acuerdo con el artículo "México puede decir adiós al maíz importado" de Emilio Godoy, nuestro país en algún momento de su historia dejó de autoabastecerse en cuanto a la producción de maíz se refiere y llegó a un punto donde su déficit del grano alcanzó los 10 millones de toneladas. No obstante, dicho documento señala que el país cuenta con el potencial necesario para producir hasta 33 millones de toneladas anuales e incluso añadir 24 millones por año y cubrir así la demanda proyectada hacia el 2025, estimada en 39 millones anuales.
A su vez, el documento titulado "Procesos de aprendizaje y modernización productiva en el agro del noroeste de México: los casos de la agricultura comercial de la Costa de Hermosillo, Sonora y la agricultura orgánica de la zona sur de Baja California Sur" explica que para volver el campo mexicano competitivo, es necesaria la creación de nuevas habilidades productivas.
“Se compite en el mercado mundial solo si existen innovaciones en el producto, en las funciones de los actores involucrados en la producción y comercialización agropecuaria y también se compite si se generan innovaciones a nivel del proceso”, cita el documento.
A dichos cambios, el texto denomina escalamiento competitivo, el cual contempla transitar a los pequeños productores hacia unidades productivas más sofisticadas. “El escalamiento competitivo surge cuando los productores operando en segmentos de bajo valor agregado transitan hacia unidades productivas más sofisticadas (…) Los productores locales se concentran en ampliar su base de conocimientos y en la aplicación de nuevas tecnologías a fin de elevar la productividad”.
Así nace el primer robot para agricultura desarrollado en Chapingo
Y es precisamente en esa línea que transita el proyecto encabezado por Noé Velázquez López y en el cual participan el ingeniero Bonifacio Gaona Ponce y el M.I. Juan Carlos Olguín Rojas, del Departamento de Ingeniería Mecánica Agrícola, y 17 alumnos de la UACh (entre licenciatura, maestría y doctorado), de los cuales cuatro de ellos son becarios del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).
Velázquez López narró cómo ha evolucionado su proyecto inicial hasta convertirse en una línea de investigación y materializarse en un prototipo funcional que en junio próximo competirá en el Field Robot Event, a celebrarse entre el 13 y 16 de ese mes en Inglaterra.
“La idea surge con el proyecto presentado para concursar por la beca del gobierno japonés”. Se trató del proyecto de mecanización de pequeñas superficies, el cual le fue aprobado. Trabajó en él durante su maestría y doctorado y allá fue donde concretó el primer prototipo.
A su regreso a México se incorporó a la docencia en la UACh, donde decidió dar continuidad al trabajo iniciado en Japón a través de las materias de robótica, sensores y controles y la de instrumentación y metrología. “En la materia de robótica me propuse iniciar con ese trabajo, pensando en que podría convertirse en el mediano plazo en una línea de investigación”.
En ese momento plantearon como necesidad la construcción de un robot móvil capaz de realizar acciones de monitoreo, detección de enfermedades y control de plagas, e incluso tareas de siembra. Explicó que en ese proceso, el desarrollo del robot ha derivado en algunas innovaciones tecnológicas.
“Una de ellas tiene que ver en la relación del motor con las ruedas, es decir, la forma en la que están conectadas porque en agricultura tenemos diferentes terrenos, lo que nos obliga a contar con un motor elevado, por lo que innovamos en la forma de transmisión con las ruedas y el motor”.
Otra de las innovaciones fue la inclusión de una suspensión al robot para que se adapte de manera óptima al terreno, el cual es imperfecto. Asimismo, mencionó el tema de la autonomía, donde han trabajado en el desarrollo e inclusión de un sensor giratorio a bordo que permita mapear en tiempo real la ubicación del robot para que pueda seguir de manera inteligente su trayectoria.
“La parte más fuerte, hablando del desarrollo tecnológico, se encuentra en el tema de la visión por computadora, donde nuestro algoritmo se ha enfrentado a un reto muy importante que consiste en la falta de control sobre las condiciones de luz en el terreno”.
Al respecto, detalló que en condiciones de sombra, el robot realiza un seguimiento óptimo de una persona que sirve de guía, pero ante la luz solar, literalmente el robot se quedaba a ciegas y avanzaba sin ver nada. “Esos cambios de luz son muy comunes en la agricultura porque por momentos está nublado y luego sale el sol y entonces el reto es controlar esos cambios de luz tan fuertes”.
Velázquez López reveló al respecto que uno de los alumnos de maestría involucrados en el proyecto desarrolló un software capaz de segmentar las plantas, dependiendo de la luz, de manera automática, así que serían las mismas plantas que están en el cultivo las que servirían de guía para que el robot siga su ruta y que dicho software será puesto a prueba durante su participación en el Field Robot Event.
La importancia de la competencia
Al equipo de jóvenes estudiantes de la UACh, que encabezados por el doctor Velázquez López participará en el Field Robot Event, se sumará como asesor Luis Ángel Contreras Toledo, estudiante del último año de doctorado en el Departamento de Ciencias de la Computación de la Universidad de Bristol.
El joven, quien también es becario del Conacyt, asistirá como invitado del doctor Velázquez López, quien se puso en contacto con él para que apoye con asesorías en temas muy puntuales relacionados con el sistema de visión por computadora.
“La velocidad a la que avanzan las tecnologías de los sistemas autónomos hace necesaria la integración de distintos especialistas en diversas áreas afines, y es en este contexto que se me invitó a participar como asesor en los sistemas de visión por computadora y su aplicación en robótica móvil, un tema en el que he trabajado desde mi maestría en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y mi doctorado en la Universidad de Bristol”, dijo Contreras Toledo a la Agencia Informativa Conacyt.
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