Revolucionando la Agricultura: El Papel de la Robótica en el Aumento de la Productividad y la Sostenibilidad

La industria agrícola siempre busca formas de mejorar la eficiencia, aumentar la producción y reducir el desperdicio. Una de las maneras de lograrlo es mediante robots.

La robótica se está convirtiendo en una parte integral de los procesos de cultivo y producción de alimentos. El objetivo de la robótica en la agricultura es ayudar al sector a mejorar la productividad y la sostenibilidad ambiental.

Robótica en la Industria Agrícola 

La agricultura tradicional sin robótica es más laboriosa y requiere una cantidad significativa de recursos humanos para manejar los diversos procesos agrícolas. Además, implica una falta de información precisa sobre el clima, las condiciones del suelo y el uso de fertilizantes. Dado que la mayoría de las actividades agrícolas actuales se practican de forma tradicional, a menudo resulta en una agricultura no rentable y no económica.

Como resultado, sistemas avanzados basados en IA, como la tecnología de sensores, IoT, tecnología de gestión de datos, algoritmos de toma de decisiones inteligentes, robótica, drones y mecanismos avanzados, están reemplazando el sistema agrícola tradicional.

Estos sistemas hacen que el proceso agrícola sea sencillo, eficiente en tiempo, rentable, altamente productivo y sostenible.

Esta revolución agrícola está impulsada por la necesidad de aumentar significativamente los rendimientos de producción. Con la ONU estimando la población mundial que aumentará de 8 mil millones a 9,7 mil millones en 2050, los agricultores enfrentarán una presión seria para satisfacer esta demanda.

Por eso se estima que el mercado de robots agrícolas crecerá de 13,5 mil millones de dólares en 2023 a más de 40 mil millones de dólares para 2028, según MarketsandMarkets. Además, Norteamérica domina actualmente la mayor parte del mercado de robots agrícolas gracias a la adopción generalizada de la automatización en industrias como el comercio electrónico, alimentos y bebidas, automotriz y farmacéutica.

Aplicación de la Robótica en el Panorama Agrícola

El mercado de robots agrícolas es un panorama dinámico lleno de un inmenso potencial. Así que, veamos la amplia gama de aplicaciones que los robots tienen dentro de la industria agrícola.

Comenzando con tareas mucho más simples, los tractores sin conductor y los robots están reemplazando lentamente la maquinaria operada por conductores para sembrar semillas. Aquí, la visión artificial y los sensores de movimiento trabajan juntos para evitar obstáculos mientras navegan por el campo. Por ejemplo, los tractores autónomos utilizan tecnología de conducción autónoma basada en GPS con un plan para integrar aprendizaje automático que ayude a los tractores a identificar nuevos obstáculos o animales en su camino.

Un uso principal de los robots en las granjas se observa en la recolección y empaquetado de frutas y verduras. Debido a la precisión y velocidad que los robots pueden lograr para mejorar el tamaño de los rendimientos y reducir el desperdicio, la cosecha y el picking son una de las aplicaciones robóticas más populares.

Incluso tareas repetitivas relacionadas con la ganadería, como ordeñar vacas, distribuir alimento y monitorear el terreno para el pastoreo, pueden automatizarse. Y al automatizar tareas lentas, repetitivas y monótonas para los agricultores, los robots agrícolas les permiten centrarse más en mejorar los rendimientos de producción en general.

Además, los robots también se utilizan para realizar tareas complejas como monitorear cultivos y medir los niveles de pH en el suelo. Los robots también pueden programarse para realizar el mantenimiento de los cultivos mediante la poda de plantas, el deshierbe del terreno, la aplicación de insecticidas y el riego.

Para combatir las malas hierbas, las empresas utilizan visión por computadora y una variedad de herramientas mecánicas que permiten a los robots arrancar las malas hierbas en lugar de usar químicos. De manera similar, los pulverizadores inteligentes se combinan con cámaras de visión por computadora para identificar malas hierbas y aplicar herbicidas de forma dirigida.

Innovación en la Robótica Agrícola

La innovación es esencial en cualquier sector, y ahora es más relevante en la agricultura que nunca, ya que adoptar nuevas tecnologías como la robótica será un factor clave para cambiar el rostro de la agricultura. Después de todo, con la población mundial expandiéndose a un ritmo vertiginoso, las nuevas innovaciones en la agricultura se han vuelto necesarias.

Aunque hemos recorrido un largo camino desde que se inventaron los primeros robots industriales en la década de 1950, ha sido en los últimos años cuando la innovación en aplicaciones robóticas en la agricultura ha avanzado considerablemente. Así que, echemos un vistazo a algunas de las innovaciones importantes en la robótica agrícola.

Automatización de Granjas

La automatización de granjas reduce la intervención y el error humano al combinar:

• Maquinaria agrícola
• Sistemas informáticos
• Electrónica
• Sensores químicos
• Gestión de datos 

Al utilizar cosechadoras automatizadas y tractores autónomos, los agricultores hacen un uso eficiente de los recursos y producen mayores rendimientos.

La automatización ya es una parte importante del proceso agrícola, pero a medida que se vuelve aún más crucial en los próximos años, el mayor nivel de automatización permitirá a los agricultores centrarse más en aspectos creativos, complejos y críticos de su negocio. Además, gracias a la automatización, la mayoría de los agricultores ahora pueden pasar más tiempo con sus familias que antes.

SIG en la Agricultura

Los sistemas de Información Geográfica en la agricultura dependen de tecnologías como los satélites para comprender los tipos y la posición de los cultivos, el nivel de fertilización, el estado del suelo y la información relacionada. Al aprovechar los datos generados por los dispositivos y software de teledetección GIS, los agricultores pueden tomar decisiones informadas.

Además de usar esta tecnología para determinar la mejor ubicación para la siembra de cultivos en el campo y mejorar la nutrición del suelo, el software GIS también puede ayudar con la salud, fertilidad y nutrición del ganado al monitorear el movimiento de los animales.

Agricultura Vertical

Una forma popular nueva de cultivo es la agricultura vertical o agricultura bajo techo, donde las plantas se cultivan en un entorno totalmente regulado. Aquí, todas las necesidades de la planta se satisfacen proporcionando artificialmente agua, luz y nutrientes mediante técnicas hidropónicas, acuapónicas y aeropónicas.

La Agricultura de Entorno Controlado (CEA) reduce considerablemente el consumo de agua, protege a las plantas de condiciones climáticas adversas y maximiza el uso del espacio para el cultivo, proporcionando rendimientos más fiables y mayores, al mismo tiempo que hace un uso eficiente de los recursos y reduce los costos laborales mediante el uso de robots para la cosecha y la siembra.

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Drones

Los Vehículos Aéreos No Tripulados o drones están siendo cada vez más útiles para monitorear los cultivos. Mediante el uso de sensores avanzados, los drones pueden ayudar a vigilar el crecimiento de las plantas, detectar estrés por enfermedades, monitorear la temperatura del campo y rociar pesticidas, agua o fertilizantes en los lugares deseados del campo. Estos dispositivos también pueden usarse para la obtención de imágenes y la fertilidad del terreno, así como para monitorear la calidad del suelo y garantizar que los cultivos no se vean afectados por factores ambientales como sequías o inundaciones.

Mientras tanto, en la gestión del ganado, los drones se utilizan para observar pastizales y rastrear los movimientos de los animales en grandes extensiones de tierra. Algunos drones están equipados con cámaras de imágenes térmicas para detectar animales enfermos con altas temperaturas corporales. De esta manera, los drones ayudan a los agricultores a obtener datos completos para tomar decisiones oportunas.

Polinizadores Artificiales

La polinización, que es un proceso que permite la fertilización y la producción de semillas, es vital para la supervivencia de muchos cultivos. Sin embargo, la polinización enfrenta muchos desafíos, como la pérdida de hábitat, el uso de pesticidas y la disminución de las poblaciones de abejas.

Como resultado, se están produciendo innovaciones crecientes, como insectos robóticos que imitan el comportamiento y la apariencia de los polinizadores naturales. Aquí, pequeñas máquinas están equipadas con sensores, cámaras, inteligencia artificial (IA) y microactuadores que les permiten volar, navegar y polinizar flores de forma autónoma.

En comparación con la polinización manual, los insectos robóticos con IA no solo son más precisos, flexibles, escalables y rentables, sino que también pueden trabajar en cualquier condición climática y en cualquier entorno. Estos polinizadores también pueden programarse para dirigirse a cultivos o plantas específicas, evitando la polinización cruzada o la contaminación no deseada.

Al reducir la presión sobre los polinizadores naturales, los insectos robóticos con IA ayudan a restaurar los ecosistemas y la biodiversidad, al tiempo que crean nuevas oportunidades para la educación, la investigación y la innovación en los campos de la robótica y la biotecnología.

Espantapájaros Láser

En el pasado, los agricultores dependían de los espantapájaros tradicionales para ahuyentar a los molestos pájaros o roedores que pueden ser una amenaza para los cultivos en campo abierto. Pero hoy, los agricultores están recurriendo a dispositivos de alta tecnología con sensores de movimiento para evitar que los pájaros saqueen los cultivos.

Un investigador de la Universidad de Rhode Island ayudó a diseñar un espantapájaros láser, que proyecta luz láser verde, a la que los pájaros son sensibles. Invisible para los humanos bajo la luz solar, puede disparar un haz láser de 600 pies a través de un campo para asustar a los pájaros. El espantapájaros láser se mantiene dentro de un cubo de plástico para protegerlo de los elementos y está unido a un poste ajustable.

Tecnología de la Ganadería

Las tecnologías emergentes en la ganadería están permitiendo a los agricultores optimizar la gestión de la granja, mejorar el cuidado animal y aumentar la productividad. Por ejemplo, mediante el uso de robótica, big data e IA, las empresas tecnológicas están automatizando tareas como instalaciones lecheras para ordeñar vacas sin intervención humana, sistemas de alimentación que proporcionan a los animales mezclas de alimento adaptadas a sus necesidades específicas y en cantidades adecuadas, y sistemas de limpieza para eliminar desechos y crear entornos más limpios y libres de enfermedades.

En la industria láctea, las empresas están desarrollando sensores para monitorear la producción y calidad de la leche en tiempo real, la salud y las hormonas de embarazo. Según se informa, el 12 % de las granjas lecheras utilizan robots, cifra que se espera que crezca al 20 % en los próximos cinco años. Mientras tanto, las cercas virtuales ayudan a mover a los animales que llevan un sensor de forma remota.

Empresas

Con tanta innovación en la industria de robots agrícolas, veamos ahora algunos de los actores más destacados y clave:

1. FarmWise

Un innovador líder en el campo de la tecnología y robótica agrícola, FarmWise ha recaudado 73,9 millones de dólares en 9 rondas de financiación, según CB Insights. La empresa utiliza una combinación de IA, visión por computadora y robótica para crear sus productos, que están orientados a eliminar las malas hierbas sin usar químicos y a realizar operaciones de recopilación de datos en granjas de hortalizas. 

Recientemente, la empresa presentó su nuevo implemento de deshierbe, Vulcan, en la World Ag Expo 2023, que utiliza visión por computadora y modelos de aprendizaje profundo para eliminar las malas hierbas con alta precisión. 

2. Deere & Company

Esta empresa cotizada es conocida por su maquinaria agrícola tradicional y está implementando tecnologías como IA, IoT, robots, aprendizaje automático, big data, etc., para tomar decisiones basadas en datos. Cotizando a 382,20 $, las acciones de John Deere han caído un 10,86 % en lo que va del año (YTD). 

DE Gráfico de precios

La empresa tiene una capitalización de mercado de 110,07 mil millones y paga un rendimiento de dividendos del 1,41 % mientras tiene una relación P/E (TTM) de 11,30 y un ROE (TTM) de 47,73 %. Para el tercer trimestre que finalizó el 30 de julio de 2023, John Deere reportó un ingreso neto de 2,978 mil millones de dólares.

3. Carbon Robotics

El innovador líder en el campo de la robótica agrícola, Carbon Robotics, utiliza IA, visión por computadora, robótica y láseres para permitir a los agricultores optimizar su proceso de control de malezas. La empresa ofrece un desmalezador láser autónomo para la agricultura comercial que utiliza aprendizaje profundo para identificar y eliminar plantas no deseadas. 

También está en camino de entregar LaserWeeder a 17 estados de EE. UU. y tres provincias canadienses. En abril de este año, Carbon Robotics recaudó 30 millones de dólares, elevando su total recaudado hasta ahora a 67 millones de dólares, para acelerar su fabricación y expansión internacional.

4. Trimble

Las acciones de Trimble (TRMB), una empresa que desarrolla tecnologías robóticas y autónomas para equipos agrícolas, han caído un 16,12 % este año, cotizando a 42,41 $ con una relación P/E (TTM) de 31,61 y un ROE (TTM) de 8,16 %. Para el 3T23, la empresa reportó ingresos de 957,3 millones de dólares, un aumento del 8,2 % interanual, y ganancias no GAAP de 68 centavos por acción.

Al final del trimestre, Trimble tenía 216,8 millones de dólares en efectivo y equivalentes, y su deuda total era de 3,05 mil millones de dólares. A medida que la carrera entre las empresas de equipos agrícolas para automatizar la agricultura se acelera, AGCO Corp (AGCO.N) anunció recientemente que adquiriría una participación del 85 % en el negocio agrícola de Trimble por 2 mil millones de dólares.

5. AgEagle Aerial Systems Inc. 

Esta empresa, con aproximadamente 150 empleados, ofrece soluciones de datos basadas en drones para permitir a los agricultores mejorar la gestión de cultivos. Además de la agricultura, la compañía ofrece sus soluciones de drones de extremo a extremo en los sectores de energía, construcción y gobierno. 

UAVS Gráfico de precios

En septiembre, AgEagle lanzó su dron eBee VISION, un sistema aéreo no tripulado de ala fija. Con una capitalización de mercado de 15,83 millones de dólares, las acciones de AgEagle (UAVS) cotizan a 0,13 $ con una relación P/E (TTM) de -0,22. En agosto, la empresa reportó una notable disminución en sus resultados de ingresos del segundo trimestre, con 3,28 millones de dólares, después de haber visto un crecimiento de sus ingresos del 95,62 % el año pasado.

Ventajas y Desventajas de la Robótica Agrícola

La automatización de los sistemas agrícolas conlleva una serie de beneficios:

• A diferencia de los humanos, los robots pueden trabajar más rápido y durante períodos más largos sin aburrirse ni cansarse, sin necesitar descansos, sin reducción de productividad ni riesgo de lesiones.

• Al reducir el desperdicio y el costo de la mano de obra y la operación de la granja, la robótica agrícola constituye un método rentable. 

• Dado que los robots no son susceptibles al error humano, pueden realizar tanto trabajos repetitivos como tareas complejas con precisión y exactitud a lo largo de todo el proceso.

• Con los robots, no tienes que preocuparte por la escasez de mano de obra para tareas estacionales o por cultivos que quedan en el suelo y no se paletizan a tiempo para su distribución.

• Gracias a sus avanzadas capacidades de percepción, toma de decisiones autónoma y ejecución precisa, los robots pueden alcanzar objetivos de producción precisos y eficientes incluso en entornos complejos, duros y peligrosos. 

Sin embargo, la automatización de los sistemas agrícolas no está exenta de desventajas:

• La mayor preocupación con los robots es que son costosos. Aunque el costo puede compensarse con una mayor eficiencia y rendimiento, sigue siendo un gasto inicial enorme, aunque a medida que la tecnología avanza, los costos disminuirán.

• Los robots también requieren electricidad y mantenimiento regular para mantener su funcionamiento, lo que incrementa aún más el costo de su uso.

• Los robots agrícolas requieren algoritmos complejos para funcionar en cualquier tarea, lo que también implica que los agricultores necesiten capacitación antes de utilizarlos.

Conclusión

Así que, como hemos visto, los robots han captado cada vez más la atención tanto de la investigación como de la industria, lo que ha dado lugar a la rápida evolución de los robots agrícolas. Al integrar técnicas de percepción, toma de decisiones, control y ejecución, también se han logrado refinamientos significativos.

Esto tiene sentido en el contexto de una población creciente y la creciente escasez de tierra y agua, donde los robots agrícolas desempeñan un papel único e integral al ofrecer una forma de cultivar más inteligente, segura y productiva.