Aun de manera incipiente, el desarrollo de tecnología para mejorar los procesos productivos en tareas agrícolas es fundamental para alcanzar estándares de eficiencia y calidad que están demandando los mercados internacionales. En la Universidad de Guadalajara se realizan esfuerzos para aportar conocimientos y lograr este objetivo. La pizca robotizada es una muestra.
El robot pizcador es una especie de carrito eléctrico que avanza entre los surcos del sembradío, toma fotografías por medio de una cámara web y envía la información a una computadora, la cual cuenta con un programa que procesa la información visual.
Con base en el color de las frutas maduras selecciona las que se cortarán, calcula la distancia a la que se encuentran y envía órdenes al robot, el que coloca la herramienta en el lugar indicado por el programa, para después cortar la fruta.
Para facilitar el traslado del robot, conviene que el invernadero esté bien diseñado. Para ello, éste debe tener los surcos alineados para facilitar un óptimo escaneo de árboles, arbustos o plantas.
El robot busca la fruta en fase de maduración de la pizca, si encuentra un objeto en estado óptimo lo recoge y almacena.
Desarrollo
El proceso de escaneo del robot es de forma matricial, es decir, el área total del sembradío no se abarca en una sola fotografía, por lo que el objetivo se divide en una matriz de fotografías individuales; el robot se coloca en los puntos calculados con anticipación y se analizan otros criterios, como el tamaño del fruto y la distancia a la cual se encuentra la cámara de las plantas.
El robot toma una fotografía digital en formato de mapa de bits, que es una matriz de pixeles con un código para diferenciar los colores. Las frutas que están a la mitad de la foto con algún pixel en el área de discriminación no se reconocen, y para evitar errores de cálculo, se necesita otra fotografía que contenga la foto de toda la fruta.
En la computadora se encuentran los sistemas de visión y control, estos programas son los que definen el modo de interpretar el medio y modo de actuar del robot.
La cámara se monta sobre un eje del robot y se enfoca centímetros arriba de la herramienta que corta la fruta, este dispositivo envía una señal de video continua hacia la PC; en ese instante se determina la matriz de barrido y se toma la foto. La matriz de pixeles se somete a un algoritmo que determina la diferencia de colores y el cálculo de la distancia aproximada.
El sistema de control convierte la información en una cantidad de pulsos para que las transmisiones de los motores den el avance necesario, se coloquen en posición y corten la fruta.
El movimiento de los 3 ejes del robot se realiza por medio de una transmisión activada por un motor y su correspondiente etapa de potencia y control. La herramienta de corte se diseña según la fruta que debe recolectarse.
La fuente de energía del robot se genera por una pila recargable de 12 voltios y la comunicación entre robot y PC se integra con 2 circuitos transmisor–receptor. Las partes mecánicas que integran al robot se accionan con motores a pasos y se controlan por el microcontrolador pic16c84.
Resultados
Hasta ahora los resultados del robot no son muy significativos, pero la parte mecánica es ensamblada sin problemas y sus movimientos son los esperados, ya que se desplaza perfectamente sobre sus ejes de trabajo. La etapa de potencia permite que los motores que se utilizan trabajen sin dificultad.
Automatización agrícola
Como parte de la exposición de diseños de sistemas electrónicos, computación e informática, la Universidad de Guadalajara, por conducto de la División de Electrónica y Computación, ha mostrado una serie de proyectos presentados por estudiantes y pasantes de los últimos ciclos de las distintas carreras del área.
En dicha exhibición, cada año, se presentan soluciones a problemas cotidianos de todos los ámbitos del quehacer humano.
La automatización del área agrícola es una de las diversas prioridades en el mosaico de proyectos presentados, y entre ellos destaca el robot pizcador, diseñado por los estudiantes Luis del Pozo González, Juan Pablo Gutiérrez Barajas, Samuel Mercado Muñoz y Miguel Ángel Rentería López.
La preocupación social de los creadores, conduce a la premisa de que la tecnología aplicada al campo es una herramienta útil, que puede disminuir el pesado y laborioso trabajo agrícola, siempre y cuando se realice un uso consciente de la comercialización, administración y distribución del robot mismo y de los recursos que pueda generar.
La creación del robot pizcador tiene este enfoque social y humanista. Más que desplazar las fuentes de empleo y agravar los problemas sociales del campo, los investigadores consideran el proyecto del robot como una herramienta que auxilie en las pesadas labores de la cosecha.
