Cómo la visión artificial ayuda a automatizar la cosecha de lechuga
La lechuga es un cultivo valioso en Europa y EE. UU., pero la escasez de mano de obra dificulta su recolección, ya que encontrar suficientes trabajadores de temporada para cumplir los compromisos de cosecha es uno de los mayores retos del sector.
Además, como los salarios suben más deprisa que los precios que cobran los productores, el margen es muy estrecho. En Inglaterra, especialistas en tecnología y maquinaria agrícola trabajan con IDS Imaging Development Systems GmbH, con sede en Obersulm (Alemania), en el desarrollo de una solución robótica para automatizar la recolección de lechuga.
El equipo trabaja en un proyecto financiado por Innovate UK e incluye a expertos de la fábrica de maquinaria agrícola Grimme, del centro Agri-EPI en Edimburgo (Reino Unido), de la Universidad Harper Adams en Newport (Reino Unido), del Centro de Visión Artificial de la Universidad del Oeste de Inglaterra en Bristol y de dos de los mayores productores de lechuga del Reino Unido, G's Fresh y PDM Produce.
En el marco del proyecto, la maquinaria existente para cosechar puerro se adapta para levantar la lechuga del suelo y sujetarla entre cintas prensoras. Las hojas externas o «envoltorio» se retiran mecánicamente para dejar al descubierto el tallo. Después, la visión artificial y la inteligencia artificial determinan el punto exacto de corte en el tallo para separar con cuidado la cabeza de lechuga.
«Según colegas de Salad Harvesting Services Ltd., filial de G, el corte del iceberg es la etapa técnicamente más compleja del proceso de automatización. El prototipo de robot recolector en desarrollo incluye una cámara GigE Vision de la familia uEye FA. Se considera especialmente robusta y, por tanto, ideal para condiciones exigentes. Como se usará en exteriores, se necesita una carcasa con protección IP65/67»
La elección recayó en el modelo GV-5280FA-C-HQ, con sensor CMOS compacto IMX264 de obturador global de Sony.
«El sensor se eligió principalmente por su versatilidad. No necesitamos la resolución completa para el procesamiento con IA, así que la sensibilidad puede aumentarse mediante binning. Un formato de sensor mayor significa que tampoco hace falta óptica de gran angular»
El prototipo del robot recolector de lechuga se usará en pruebas de campo en Inglaterra hacia el final de la temporada.
«Nos alegra participar en el proyecto y esperamos con ilusión los resultados. Estamos convencidos de su potencial para automatizar y mejorar la eficiencia de la cosecha de lechuga, no solo para compensar la falta de trabajadores de temporada»
Los retos que enfrenta el sector agrícola son realmente complejos. Según la previsión de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), la productividad agrícola debe crecer casi un 50 % para 2050 respecto a 2012 debido al fuerte aumento de la población.
Esta expectativa de rendimiento supone un enorme desafío para un sector que todavía está en fase inicial de digitalización en comparación con otros ámbitos y que ya sufre una fuerte presión para innovar por el cambio climático y la escasez de mano de obra.
La agricultura del futuro se basa en dispositivos conectados y en la automatización. Las cámaras son un elemento básico importante, y la inteligencia artificial, la tecnología central. Las aplicaciones inteligentes, como los robots recolectores, pueden aportar una contribución significativa.
En el verano de 2021 se supo que ingenieros desarrollaron un robot recolector de hortalizas que utiliza el aprendizaje automático para identificar y recoger no solo cultivos convencionales, sino también cultivos agrícolas complejos.
Vegebot, desarrollado por el equipo de la Universidad de Cambridge, fue entrenado inicialmente para reconocer y recolectar lechuga iceberg en condiciones de laboratorio. Hasta la fecha ha superado con éxito pruebas en distintos entornos de campo en colaboración con G's Growers, una cooperativa local de frutas y hortalizas.
Aunque el prototipo está lejos de ser tan rápido y eficiente como una persona, demuestra cómo se puede ampliar el uso de la robótica en la agricultura, incluso para cultivos como la lechuga iceberg, que son especialmente difíciles de recolectar de forma mecánica.
Cultivos como la patata y el trigo se recolectan mecánicamente desde hace décadas, pero muchos otros se han resistido a la automatización. La lechuga iceberg es uno de ellos. Aunque es el tipo de lechuga más cultivado en el Reino Unido, el iceberg se daña con facilidad y crece relativamente aplastado contra el suelo, lo que supone un problema para los robots cosechadores.
«Cada campo es distinto, cada lechuga es distinta. Pero si conseguimos que un robot recolector trabaje con lechuga iceberg, podremos lograr que funcione con muchos otros cultivos», explicó Simon Birrell, de la facultad de Ingeniería de Cambridge.
Vegebot primero identifica el cultivo «objetivo» en su campo de visión, después determina si una lechuga concreta está sana y lista para cosechar y, por último, la corta de la planta sin aplastarla, para que quede «lista para el supermercado». Para una persona, todo el proceso dura un par de segundos, pero para un robot es un reto realmente complejo.
