“RoboCutter”: tecnología aplicada al raleo de manzanos aumenta la seguridad y reduce costos

Ralear manzanas, éste es el objetivo de una práctica agrícola muy frecuente hoy en día. Consiste en eliminar los frutos en exceso del árbol y se hace para  mejorar la calidad y el tamaño de las manzanas que empiezan a crecer luego de esta poda. El trabajo es sacrificado, al aire libre, en altura y extenso.
Leonardo Eguía es estudiante de Ingeniería en Mecatrónica de UTEC y el 29 de mayo recibirá su título de ingeniero. Decidió trabajar en el tema y puso en marcha un proyecto de tesis. 

El prototipo de robot “RoboCutter” se basa en el raleo de manzanos. Corta los brotes del árbol y deja solo uno, para que allí crezcan las mejores manzanas. A éste se lo conoce como “brote reina” o “central” del racimo. Se ha comprobado que luego de dejar cada fruto central, comienzan a crecer con mejor calidad, color y tamaño que si no se hiciera el proceso. Esto aumenta su valor de mercado.
“El raleo no consiste en dejar una al azar, sino que se basa en identificar el fruto central del racimo, que es el más desarrollado. Ésto hace mi robot. Para lograrlo entrené un modelo de inteligencia artificial que detecta visualmente ese fruto, diferenciándolo de los demás por su posición y mayor tamaño. Una vez identificado, el robot ubica una tijera de doble corte de forma que deja centrado ese fruto "reina" y, gracias a un diseño específico de la herramienta que tiene una abertura para evitar el corte del centro, corta las demás frutas del racimo sin dañar la principal” explica el estudiante.

El raleo es una práctica muy frecuente hoy en día, ya que además de incrementar el valor de la mercadería, permite obtener el tamaño de fruto requerido por los mercados de fruta fresca.

La iniciativa surgió a partir de contactos con el Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria (INIA). “Tenían muros frutales de manzanos y este proceso se realizaba en forma manual, ésta era una de las problemáticas que nos comentaron. Las personas tienen que subir escaleras, trabajar en altura y al sol. Además tienen que contar con cierta habilidad para identificar qué manzana dejar en cada brote” relata Leonardo. 

En el marco del proyecto, investigó antecedentes de este tipo de tecnología. Las empresas que desarrollan estas herramientas están en el exterior, es por esto que aquellos establecimientos que opten por sumar estos automatismos deben realizar el pedido específico a dichas empresas. Sin embargo, los repuestos no son sencillos de conseguir ya que se deben adquirir en el exterior. En resumen, traer maquinaria de otro país, que los pedidos sean adaptados a cada cliente y que no exista un mantenimiento en Uruguay, hacen que implementar esta tecnología con los medios actuales resulte sumamente caro.

Consultado sobre el estado actual del “RoboCutter”, explicó: “pudimos comprobar que se puede desarrollar este tipo de tecnología realizando el reconocimiento de los brotes en Uruguay y saber cuál hay que dejar. Además, la herramienta de corte también está implementada y acoplada al extremo del brazo”.

“El prototipo abarca la mecánica, electrónica, informática y el control, combinado con inteligencia artificial. Se investigaron varias tecnologías y se hizo una selección de componentes para ver cuáles daban mejor resultado al prototipo. Lo que me ha llevado más tiempo lograr reconocer el brote. Hubo que utilizar servidores externos porque la capacidad de procesamiento que se necesitaba era alta” explicó el estudiante de Mecatrónica de UTEC.
Una vez diseñado el brazo y definido el sistema para diferenciar la fruta que se debe retirar, el robot procede a la ejecución de la tarea. “Con otros compañeros del área de Sistemas Inteligentes y Ciberfísicos de la carrera buscamos herramientas en el mercado. Se encontró una tijera de doble boca que se suele colocar en el brote central y corta el resto. Ahora está hecha en plástico pero podríamos hacerla en material metálico más robusto” sostuvo Leonardo Eguía. Si se avanza a una etapa posterior a la del actual prototipo que ha desarrollado Leonardo, se podría lograr una alternativa de uso productivo de menor costo y mantenimiento que las que hoy se ofrecen en el exterior. 

Las complejidades y los obstáculos a superar suelen ser una constante en este tipo de iniciativas y el robot raleador de manzanos no fue la excepción. Según contó el estudiante, el diseño del brazo fue todo un desafío. “Se utilizó plástico biodegradable para la fabricación 3D de cada uno de los elementos del brazo (eslabones, engranajes, articulaciones, chasis) con precisión adecuada para lograr acoples correctos”, contó. Además se puede ver que en el brazo los cables van por dentro y no por afuera. Eso también le llevó tiempo. “Se ha hecho mucha prueba, mucho ensayo y error y siempre aplicando el conocimiento” remarcó.

La puerta abierta a nuevas investigaciones

En su tesis, el estudiante de UTEC buscó utilizar materiales “que permitieran validar movimientos, así como el corte de brotes y el algoritmo de operación”. Mencionó que el empleo de otros tipos de filamentos sería un aspecto a mejorar en una etapa futura del proyecto.
Sumado al uso de materiales de mayor durabilidad y robustez para su uso al aire libre, Leonardo destacó que al día de hoy se está abriendo una tesis nueva que se centra en la mayor movilidad del brazo. “Hoy está fijo en un lugar, pero la idea es que pueda desplazarse en los cultivos de frutales” señaló.

El desarrollo de la tesis del novel ingeniero, se realizó en el marco de la Unidad Tecnológica de Industrialización y Mantenimiento con Tecnologías Emergentes, en el área de Sistemas Inteligentes y Ciberfísicos con la tutoría del docente José Sasías, con quien Leonardo ha venido trabajando en estas temáticas en los últimos años en la búsqueda de oportunidades de colaboración y desarrollo tecnológico.

Junto a otros estudiantes de la universidad, Leonardo recibirá su título el próximo jueves 29 de mayo en el marco del acto de titulaciones del Instituto Tecnológico Regional (ITR) Suroeste de UTEC.