Diseñan robots con sensores LiDAR para recrear entornos 3D y teledetección en los cultivos de olivo

Con el objetivo de optimizar la producción y mejorar la calidad del olivo, así como hacer estos cultivos más sostenibles, en el Centro de Investigación en Tecnología, Energía y Sostenibilidad (CITES) de la Universidad de Huelva se desarrolla el proyecto I+D+i ‘Robótica y teledetección aplicada al cultivo del olivo’ (OliBoTIC) –con financiación del Ministerio de Ciencia e Innovación. Este trabajo está coordinado por el investigador Borja Millán Prior, del grupo ‘Control & Robótica’, que supervisa un equipo donde también participan investigadores de la Universidad de La Rioja y del Instituto Nacional de Investigaciones Agrarias y Veterinarias (INIAV) de Portugal.

Borja Millán, investigador posdoctoral centrado en tecnologías de visión por computador, sensores remotos, robótica y agricultura de precisión, recuerda que ‘OliBoTIC’, a punto de cumplir el año de su andadura, tiene su antecedente en otro importante proyecto del CITES, ‘Tecnolivo’, basado en la monitorización del cultivo del olivo mediante el uso de plataformas aéreas (RPAS) y sensores terrestres instalados en tierra.

El investigador responsable del estudio, Borja Millán.

Millán explica que esa es la filosofía que ha inspirado a otros proyectos de investigación (aplicados a otros cultivos, como los frutos rojos o berries), y también a OliBoTIC. “Con este proyecto, queríamos innovar, avanzar con los objetivos de ‘Tecnolivo’, y pasar de una visión cenital –la que proporcionan los drones– a una visión lateral, de manera que pudiéramos tener visibilidad  horizontal de los olivos y sus frutos”.

Además, el investigador del CITES señala que este nuevo proyecto “se orienta a un tipo de cultivo del olivo más moderno, denominado intensivo o súper intensivo, caracterizado por tener marcos de plantación muy pequeños, con los árboles situados muy cerca unos de otros, incluso formado espalderas (cultivos en línea continua)”. Un tipo de cultivo que favorece la manipulación y extracción mecánica de las aceitunas, así como el fertirriego, sistema por el que se aplica de manera simultánea el agua y los nutrientes que necesita el cultivo de manera precisa”.

De esta forma, con ‘OliBoTIC’, “queríamos ofrecer a los agricultores una tecnología que les permita conocer con precisión cuáles son las necesidades exactas del cultivo, de cada ejemplar, y que no requiriera de mucha mano de obra”. Esto se logra mediante la “monitorización continua del desarrollo de los árboles con el uso de plataformas (robots) en tierra equipadas con sensores especiales, a través de los que se obtiene una recreación 3D precisa de la superficie a estudiar”.

Uno de los robots empleados en el estudio.

Si bien se han diseñado y fabricado dos prototipos, la investigación trabaja en la optimización de estas plataformas, especialmente en la más pequeña. “Nuestra idea es combinar ambas plataformas y tratar de obtener lo mejor de cada una: por un lado, un robot más grande, con un sistema de sensores más complejo (y costoso), y por otro, una más pequeña, del tamaño de un coche teledirigido de juguete, al objeto de que tenga una mayor movilidad y flexibilidad, equipada con sensores más ligeros y sencillos”. Esta unidad más pequeña, que podría pasar por debajo de los olivos, entre dos plantas, etc., haría la función de “señalar aquellas zonas que necesita que explore con más precisión el robot mayor”.

Recreaciones tridimensionales

El moderno equipamiento se basa sensores de tipo multiespectral, y sensores LiDAR (Light Detection and Ranging) que, mediante pulsos de luz, nos permiten “obtener una recreación en 3D del espacio a estudiar, pudiendo conocer la distancia a la que se encuentra el objeto”. Para el Dr. Borja Millán, “estos sistemas, especialmente los de alta sensibilidad, son muy interesantes, porque con el sistema LiDAR podemos ver incluso lo que hay detrás de la hoja, pudiendo saber, por ejemplo, cómo son las ramas que hay detrás, si existen huecos, etcétera, indicadores útiles, por ejemplo, para realizar podas correctivas de algún tipo”. El proyecto trata de explotar este sensor para “comprobar si es capaz de localizar el fruto, aunque esté oculto a la vista”. Una vía para solventar esta situación ha sido la incorporación en la plataforma de cámaras convencionales para tomar imágenes RGB que, analizadas por ordenador, permiten identificar esos frutos”.

El proyecto ‘Robótica y teledetección aplicada al cultivo del olivo’ apenas acaba de arrancar y los resultados obtenidos han creado una excelente base sobre la que ir mejorando los prototipos, teniendo en cuenta que el grupo de investigación tiene por delante dos años de trabajo.

Para las pruebas de campo, Borja Millán y su equipo cuentan con la colaboración de la almazara Ntra. Sra. de la Oliva (Gibraleón) –que también colaboró en el proyecto ‘Tecnolivo’– y con Elaia, empresa de Portugal que gestiona la mayor superficie dedicada al cultivo del olivo del mundo. “Tenemos esos enfoques distintos: por un lado, una cooperativa más tradicional, y más cercana al agricultor; por otro, un cultivo más mecanizado e industrializado”.

En definitiva, como expresa Borja Millán, el objetivo que se persigue con estos robots no es otro que “mejorar la producción en el cultivo del olivo y la calidad del fruto, además de optimizar el riego y tener un menor impacto medioambiental, un aspecto muy importante en el actual contexto que vivimos que escasez de recursos hídricos en la península”.