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¿Este robot recolector de frutas transformará la agricultura? | Inteligencia artificial (IA)

3 de junio de 2022

RLos obots pueden hacer mucho. Construyen coches en las fábricas. Clasifican las mercancías en los almacenes de Amazon. Los perros robóticos pueden, supuestamente y de manera un poco espeluznante, hacernos más seguros al patrullar nuestras calles. Pero hay algunas cosas que los robots aún no pueden hacer, cosas que en comparación suenan bastante básicas. Como recoger una manzana de un árbol.

“Es algo simple” para los humanos, dice el investigador de robótica Joe Davidson. “Tú y yo, podríamos cerrar los ojos, alcanzar el árbol. Podríamos sentir alrededor, tocarlo y decir ‘oye, eso es una manzana y el tallo está aquí arriba’. Tirar, torcer. Podríamos hacer todo eso sin siquiera mirar”.

Crear un implemento robótico que pueda simplemente tomar una manzana y tirarla a un contenedor sin dañarla es un esfuerzo multimillonario que lleva décadas en desarrollo. Los equipos de todo el mundo han probado varios enfoques. Algunos han desarrollado sistemas de vacío para succionar la fruta de los árboles. Davidson y sus colegas recurrieron a la mano humana en busca de inspiración. Comenzaron sus esfuerzos observando a recolectores de frutas profesionales y ahora están trabajando para replicar sus hábiles movimientos con dedos robóticos.

Su trabajo podría ayudar a transformar la agricultura, convirtiendo la recolección de frutas, una tarea humana agotadora y que consume mucho tiempo, en una que sea más rápida y más fácil para los trabajadores agrícolas.


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Estos esfuerzos han cobrado impulso recientemente, ya que los investigadores señalan el empeoramiento de las condiciones de los trabajadores agrícolas en medio de la crisis climática, incluido el calor extremo y el humo de los incendios forestales, y también la escasez de trabajadores a raíz de la pandemia. La tecnología podría conducir a mejores condiciones de trabajo y seguridad para los trabajadores. Pero ese resultado depende de cómo se implementen los robots en los campos, dicen las organizaciones de trabajadores agrícolas.

Si bien las herramientas robóticas para la agricultura han logrado grandes avances en los últimos años, esas herramientas basadas en IA se utilizan principalmente para desyerbar, monitorear la humedad del suelo y otras condiciones del campo, o para plantar soja con tractores controlados a distancia. “Pero cuando se trata de hacer trabajo físico como podar árboles o recoger frutas, ese sigue siendo el ámbito de la gente hoy en día”, dice Davidson.

Enseñar a los robots a realizar estas tareas requiere versiones modernizadas tanto del huerto como de la manzana.

Los huertos tradicionales, con árboles de forma irregular y copas gigantes, son un desafío demasiado grande para que los algoritmos los analicen y procesen. Los rayos de sol cambiantes, la niebla y las nubes se suman a los desafíos de la visión artificial. Los árboles viejos, altos y enredados son problemáticos incluso para los recolectores humanos, que terminan pasando gran parte de su tiempo acarreando y colocando escaleras, no recogiendo fruta.

Ahora, muchos productores han hecho la transición a huertos donde los árboles crecen planos contra los enrejados, sus troncos y ramas en ángulo recto para crear una «pared de fruta», dice Scott Jacky, propietario de Red Roof Consulting, un grupo que ayuda a optimizar las tecnologías agrícolas. El dosel más delgado también deja entrar más luz solar, lo que fomenta la formación de frutos.

Desde la década de 1990, los criadores han estado trabajando para desarrollar variedades de manzanas más resistentes a las quemaduras solares, un efecto secundario de esas copas más escasas, y menos propensas a magullarse cuando se arrojan a los contenedores. Todos estos cambios en los árboles y las propias manzanas facilitan el trabajo a los robots (y a los humanos).

En los huertos con árboles enrejados, los recolectores humanos de frutas pueden cruzar filas de árboles en parejas en plataformas que se desplazan lentamente. Una persona se agacha para alcanzar la fruta que cuelga bajo, la otra alcanza las ramas más altas. Los profesionales que trabajan de esta manera tardan unos dos segundos en recoger una manzana.

El robot en el laboratorio de Davidson, que es esencialmente un brazo gigante montado en una plataforma rodante, tarda unos cinco segundos en realizar sus movimientos. Con el clic de una tecla, el brazo robótico alcanza la fruta, en realidad una manzana de plástico hecha con fines de prueba, con su palma de tres dedos. Sus dedos están cubiertos de una «piel» de silicona acolchada, que oculta motores individuales conectados a los tendones que mueven sus dedos. Treinta sensores debajo de cada punta de los dedos rastrean la presión, la velocidad, el ángulo y otros aspectos de su agarre para ayudar al robot a completar su tarea.

Otra pulsación de tecla y los dedos se aprietan, luego giran y la manzana, recogida con éxito, descansa en la palma del robot.

El robot recolector de frutas ha recogido una manzana con éxito aproximadamente la mitad de las 500 o más veces que lo ha intentado hasta ahora. Aún así, el brazo robótico ha resuelto algunos problemas que planteaban obstáculos a la automatización. Por ejemplo, puede evitar dañar tanto la fruta como las ramas de los árboles en el proceso de cosecha. Las rápidas mejoras en la informática hacen que Davidson y otros tengan la esperanza de que los robots funcionen en las granjas dentro de los próximos cinco a 10 años.

El gobierno de los EE. UU. está haciendo apuestas importantes en esta tecnología. Solo el año pasado, las agencias federales de financiación otorgaron $20 millones para apoyar al instituto AgAID, un nuevo grupo que apoya a varios investigadores, incluido Davidson, en sus esfuerzos por desarrollar herramientas agrícolas respaldadas por inteligencia artificial.

Los defensores de la automatización de la cosecha dicen que todavía habrá trabajos para las personas, como entrenar y operar los robots. “Habrá muchas tareas en las que los instrumentos robóticos y los dispositivos digitales necesariamente tendrán que trabajar con humanos”, dijo Ananth Kalyanaraman, profesor de la Universidad Estatal de Washington y director del instituto AgAID. “Eso va a empoderar a los humanos porque les da nuevos conjuntos de habilidades”.

Por ahora, no está claro para muchos trabajadores agrícolas cómo los robots afectarán su sustento. “Si se usan correctamente, en realidad pueden ser un sistema de apoyo para los trabajadores y mejorar los estándares en el trabajo”, dice Reyna López, directora ejecutiva de PCUN, una organización de trabajadores agrícolas latinos en Oregón.

Pero hasta ahora, López y otros dicen que no han estado involucrados en conversaciones sobre los robots recolectores de frutas. “Históricamente, los trabajadores agrícolas no han sido puestos en el centro de ninguna de estas conversaciones”, dicen. En varias industrias, incluida la agricultura, las olas de automatización han provocado la pérdida de puestos de trabajo y la devaluación del trabajo humano. A menudo, a raíz de tales cambios, «lo que les sucede a los trabajadores de bajos salarios es que la gente pierde sus trabajos», dice López.

La aparición de trabajadores agrícolas robóticos podría incluso ser una oportunidad para que los humanos se involucren en un trabajo diferente, y mucho menos extenuante, que podar o cosechar, dice Ines Hanrahan, directora ejecutiva de la Comisión de Investigación de Árboles Frutales de Washington. “Hay mucha gente en las comunidades rurales que, aunque les gustaría, físicamente no pueden hacer estos trabajos”, dice ella.

“Cuando eliminas el aspecto físico, estas tareas se vuelven más accesibles para los trabajadores mayores o aquellos con menos capacidad física para cargar escaleras y cosas. Permite que más personas se sientan atraídas por este trabajo”.