Los robots que llegan a las granjas de Estados Unidos ayudan con el deshierbe y la conducción de tractores

Oct 20, 2023

CHUALAR, Calif. – Con el aspecto de la combinación desgarbada de un Transformador y Eduardo Manostijeras, el robot avanza lentamente por el campo de plantas diminutas. Utiliza tres cámaras de alta resolución para observar el suelo.

Iluminada por luces estroboscópicas sincronizadas, una computadora a bordo crea una imagen digital de cada plántula a medida que se desliza, comparándola con toda la vegetación que podría encontrar razonablemente en un campo de ricas tierras agrícolas del Valle de Salinas a dos horas al sur de San Francisco.

En una fracción de segundo, hay una coincidencia, el brócoli, y la computadora se concentra en el centro exacto de la planta, creando un gráfico sobre la marcha de su ubicación.

"Pone un punto en el tallo y crea un mapa a su alrededor", dice Todd Rinkenberger de FarmWise, el fabricante del robot. "Ahora sabe lo que es planta. Todo lo demás es mala hierba".

El conjunto circular de cuchillas de metal del robot se mueve suavemente para que estén justo en frente de la planta, luego se abre y se cierra, cavando con precisión en el suelo uno a cada lado de la plántula de brócoli, destruyendo las malas hierbas y dejando el brote intacto, listo. crecer al tamaño de la cosecha en otro mes más o menos.

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Todo esto sucede en una fracción de segundo cuando el robot FarmWise Titan rueda por el campo a menos de 1 milla por hora.

"Ha sido un gran cambio", dijo Luis Vargas, quien comenzó en equipos de desherbado de 20 personas en la escuela secundaria y ahora dirige una flota de cuatro desmalezadores robotizados para Tanimura & Antle, un productor y vendedor de verduras frescas en California y Arizona.

"Recuerdo estar en las cuadrillas de mano, eran 10 horas al día caminando por los campos. Cuando llegas a un campo súper lleno de malezas, es lento, es difícil. Y hace calor", dijo. "A estas máquinas, no les importa si hace frío o calor".

La escena en Chualar se está desarrollando en un número pequeño pero creciente de campos en todo el país a medida que se implementan robots que utilizan el aprendizaje automático. Hoy en día, las máquinas automatizadas conducen principalmente tractores arriba y abajo de los campos, transportan cargas y hacen raleo y deshierbe. Otros sistemas despliegan dosis precisas de fertilizantes o herbicidas. Pero la cosecha, especialmente las frutas y verduras delicadas, está más lejana en el futuro.

Juntas, las máquinas están configuradas para ayudar a resolver una serie de problemas. El mayor es reducir la necesidad de trabajos agrícolas extenuantes. Se seguirán necesitando trabajadores, pero habrá más que operen los robots y menos que realicen trabajos físicos tediosos. Ya está dando como resultado una gran cantidad de nuevos trabajos para las personas que pueden construir, ejecutar y reparar los sistemas. Los colegios comunitarios y las universidades están ocupados creando programas para enseñar estas habilidades a una nueva generación de trabajadores agrícolas.

Los expertos dicen que la agricultura es una aplicación rara de tecnología de punta sobre la que los trabajadores, las empresas tecnológicas, el gobierno y las grandes empresas son optimistas en diversos grados.

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Otra ventaja de los robots, que no son intuitivos para las personas ajenas a la agricultura, es que son más pequeños y livianos que los grandes tractores tradicionales. Esto significa que los agricultores pueden comenzar a trabajar en los campos temprano, cuando el suelo aún está demasiado húmedo para soportar el peso de grandes tractores y cultivadores, lo que les brinda a los agricultores una temporada de cultivo más larga sin preocuparse por la compactación y el daño del suelo.

"Esto es importante especialmente con el cambio climático porque esperamos primaveras más húmedas y veranos más secos", dijo Steven Mirsky, ecólogo investigador del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos.

El trabajo es un gran impulsor del cambio, dijo John D'Arrigo, presidente de D'Arrigo California. Su familia ha estado cultivando lechuga, brócoli, coliflor y brócoli rabe en California durante tres generaciones, y ve que su fuerza laboral envejece.

"Estamos cortando 1 millón de lechugas al día y es un trabajo duro", dijo. "¿La gente que anda por los campos, se agacha para cortar lechuga? Esa gente está desapareciendo, se está jubilando", dijo.

Donde hay precaución, es de los sindicatos que quieren asegurarse de que sus trabajadores disfruten de los beneficios de la automatización y ayuden a decidir cómo se implementará.Tl United Farm Workers of America no está viendo robots desplazando a los humanos en los campos, dijo el director de comunicaciones Antonio De Loera-Brust.

Su mayor preocupación es que la tecnología se implemente para mejorar los trabajos agrícolas, no para que desaparezcan.

"¿Se implementará esto para hacer que el trabajo agrícola sea más seguro y tenga menos daños en los cuerpos de las personas?" él dijo. "¿O será simplemente otra herramienta para maximizar las ganancias a costa de los trabajadores agrícolas? Queremos que los trabajadores tengan voz y voto sobre cómo se implementan los robots".

D'Arrigo dice que la agricultura tiene que mejorar sus puestos de trabajo.

"Estoy perdiendo gente por culpa de la construcción", dijo. "Si vamos a sobrevivir como industria, vamos a tener que hacer trabajos que sean más lucrativos e interesantes".

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Sin duda, ese ha sido el caso de Vargas, de 27 años. Su madre ha trabajado durante más de 14 años en los cobertizos de empaque de Tanimura y Antle.

Vargas fue a la universidad con el objetivo de trabajar en justicia penal, pero las nuevas posibilidades tecnológicas lo intrigaban. Comenzó a trabajar en la primera demostración de sistemas de robot Smart Cultivator de Stout Industrial Technology en Salinas hace unos cuatro años.

Hoy en día, las cuadrillas de robots que él maneja pueden desmalezar alrededor de un acre por hora.

"Para un equipo de mano se necesitarían unas 20 personas", dijo.

Los robots agrícolas y los sistemas automatizados son en su mayoría invisibles para las personas que conducen por un campo, dijo Emily Duncan, investigadora de innovación y tecnología agrícola de la Universidad de Guelph en Ontario, Canadá.

Eso puede ser tan simple como un tractor o una cosechadora que se conduce a sí mismo a lo largo de un campo de maíz, trigo o soya. Llamados dirección automática, estos sistemas usan GPS y solo requieren que el conductor gire al final de la fila.

"Cuando estás cosechando 12, 13, 14 horas al día, conducir durante tanto tiempo es realmente agotador. Al usar esto, estás principalmente monitoreando", dijo Duncan.

A partir de este año, dichos sistemas se utilizan en más del 50 % de los cultivos en hileras como el maíz, la soja, el algodón y el trigo de invierno, según el USDA.

El siguiente nivel serán las máquinas que usan cámaras de alta resolución para ver cada planta y darle un chorro de fertilizante medido con precisión, dependiendo de qué tan bien le esté yendo a la planta. Si es insignificante, puede obtener más, si es bueno y robusto, entonces menos.

En algunos casos, los robots agrícolas pueden hacer cosas que simplemente no se podían hacer antes. Un ejemplo son los pequeños robots que pueden navegar y desmalezar bajo el dosel de un campo de maíz después de que las plantas hayan crecido mucho. Cualquier maleza, incluso las ocultas, toman nutrientes y humedad del suelo que podrían ir a los cultivos.

"Ahora simplemente aceptamos esas malas hierbas porque no podemos llegar a ellas", dijo Shadi Atallah, profesor de economía agrícola en la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, donde se están desarrollando los robots.

Los robots también podrían abaratar los alimentos orgánicos. Hoy en día, los cultivos orgánicos dependen más del cultivo y el trabajo manual que los cultivos convencionales porque no se pueden usar herbicidas, lo que los hace más costosos de cultivar. Los robots ofrecen una alternativa.

"Orgánico puede significar tener trabajadores agachados todo el día solo para que alguien que pueda pagarlo pueda comprar un vegetal orgánico", dijo Atallah.

Además de los robots desbrozadores mecánicos, está el desyerbador láser de Carbon Robots, que utiliza 30 láseres para eliminar las malas hierbas o las plántulas delgadas, sin necesidad de mano de obra ni productos químicos.

Otro lugar en el que los robots pueden marcar una gran diferencia es en los cultivos de cobertura, la creciente práctica de plantar cosas como centeno de invierno, arveja peluda y trébol carmesí en campos recién cosechados para retener la humedad y fortalecer el suelo, y luego cortarlos para enriquecer el suelo. suelo antes de volver a plantar en primavera.

Hoy tales cultivos tienen que sembrarse después de cosechar un campo, o por avión, arrojando semillas del cielo. Pero los robots pueden deslizarse bajo el dosel de maíz, soja y algodón y plantar semillas de cultivos de cobertura antes de que se coseche el cultivo principal.

"Esto ampliará la capacidad de realizar cultivos de cobertura y tomará menos tiempo. No está reduciendo la mano de obra intensiva, está utilizando tecnología de inteligencia artificial para ayudar con la transición sostenible de la agricultura", dijo Atallah.

Un obstáculo es encontrar personas tecnológicas que apliquen sus conocimientos a la agricultura. Esa es una de las razones por las que la Asociación de Productores del Oeste creó su Centro de Innovación y Tecnología en Salinas.

Pero si bien está a solo una hora al sur de Silicon Valley, "existe una verdadera desconexión entre las personas que trabajan en tecnología y las personas que trabajan en agricultura", dijo Duncan.

Los problemas que enfrentan los agricultores son difíciles de resolver y no ofrecen el tipo de empresas de tecnología de escala global que les gusta. Cada tipo de cultivo puede requerir una nueva solución.

"Hablé ante una audiencia de capitalistas de riesgo hace algunos años", dijo Neill Callis de Turlock Fruit Co., una granja de melones de cuarta generación en el Valle Central de California.

"Estaba describiendo el problema de la recolección de melones y eran todo oídos. Luego dije que en realidad es un espacio problemático de $ 30 a $ 60 millones y que podías ver cómo se apagaban las luces. Simplemente no había suficiente ventaja para que recaudaran el dinero e innovar para resolver nuestro problema específico".

Hoy en día, el interés está aumentando, como lo demuestra el lanzamiento de nuevas empresas de robots más pequeños. "Hace diez años, ninguna de estas personas estaba aquí", dijo D'Arrigo. "Ahora hay muchos de ellos, pero necesitamos muchos más para participar".

La cosecha será el último problema resuelto, especialmente cuando se trata de frutas y verduras, dijo Dennis Donohue, director del Centro de Innovación y Tecnología.

"Resulta que matar las malas hierbas es más fácil que arrancar fresas con delicadeza", dijo. "Las manos de los robots están mejorando, pero aún no han llegado".

También tiene que volverse mucho más barato. "Recoger una manzana por $20 no es un buen comienzo. Tiene que costar 2 centavos", dijo Callis.

Al final, los robots podrían revolucionar la agricultura, haciendo que las granjas más pequeñas sean más económicas y que toda la industria sea más sostenible, cambiando un mundo agrícola en el que el modelo ha sido durante mucho tiempo "hazte grande o vete".

“Una vez que trabajas con una tecnología de escala neutral como los robots, ya no estás diciendo que solo puedes sobrevivir si tienes la cosechadora más grande. La pregunta es: '¿Eres una granja de un robot o una granja de 30 robots?' ", dijo Steven Mirsky, un ecólogo investigador del Departamento de Agricultura que está creando bases de datos públicas de imágenes que las empresas agrícolas pueden usar para poner en marcha sus sistemas.

Startups como Farm-ng en Watsonville, California, ahora están construyendo plataformas robóticas pequeñas y fáciles de configurar a las que los agricultores pueden agregar para lo que necesiten, con lo que el USDA está experimentando, dijo. Pasar de equipos enormes, masivos y enormemente costosos a robots livianos que serán modulares y más fáciles de arreglar también puede mejorar el tipo de ingenio técnico que ha sido durante mucho tiempo el sello distintivo del agricultor estadounidense.

Una cosa de la que Mirsky está seguro: las máquinas nunca suplantarán por completo a los agricultores.

"El agricultor es la máquina de análisis multifactorial definitiva", dijo. "No puedes reemplazarlos, solo puedes agregar capacidad para que hagan lo que necesitan hacer", dijo.