[Entrevista] Cho Yong-jun, director del Instituto Coreano de Convergencia Robótica, inicia el desarrollo de robots para todo el ciclo de la manzana ante la “appleflación”

En el cultivo de manzanas, la cosecha del año depende de qué tan bien se produzca la polinización cuando florecen las flores durante la primavera. La polinización es tarea de las abejas. Sin embargo, debido a los efectos del cambio climático y otros factores, las circunstancias varían cada año, incluso con episodios de mortandad masiva de abejas. Si durante la floración se suma el daño por frío, el cuajado de frutos es deficiente, sube el precio de las manzanas y esto se extiende a la llamada “appleflación” (apple + inflación), que empuja al alza los precios en general. Por el contrario, en los años en que la cosecha es excesivamente buena, los precios caen y las explotaciones agrícolas sufren pérdidas.

Las explotaciones que no pueden confiar solo en las abejas cubren el vacío mediante polinización artificial, aplicando directamente polen sobre las flores. Pero la mayor parte de ese polen es importado. Según Cho Yong-jun, director del Grupo de Investigación en Agricultura y Alimentación del Instituto Coreano de Convergencia Robótica (KIRO), entre el 80% y el 90% del polen utilizado por los fruticultores nacionales procede de China. De forma constante se han planteado preocupaciones de que, a través del polen importado, puedan ingresar también patógenos como los de la enfermedad del fuego bacteriano de los frutales. Sin embargo, la explicación desde el terreno es que, si se bloquean por completo las importaciones, las labores de polinización se detendrían de inmediato, por lo que se gestionan limitándolas solo en las zonas afectadas.

La razón por la que no aumenta el polen nacional está en el propio lugar de producción. Según el director Cho, en Cheongsong, Gyeongsang del Norte, existe el mayor complejo del país, de 2 hectáreas, dedicado únicamente a cultivar árboles florales para obtener polen. El período en que se pueden recoger flores es de apenas algo más de una semana al año. Durante ese lapso, aunque se reúna a todos los ancianos de la aldea para recoger las flores a mano, la tasa de recuperación se queda en torno al 30%, y el resto cae al suelo y se desecha. El coste laboral de una semana alcanza los 60 millones de wones, pero la producción anual de polen es de solo 5 a 10 kg. Como el producto nacional cuesta entre cuatro y cinco veces más que el chino, los agricultores no lo demandan, y como no lo demandan, la producción tampoco aumenta: un círculo vicioso. Este es el trasfondo que llevó a KIRO a emprender el desarrollo de robots frutícolas que abarcan desde la polinización hasta la producción de polen.

El director Cho dijo en una entrevista realizada el 30 de octubre en el Centro de Demostración de Robots Agrícolas de KIRO en Andong: “La principal causa de una mala cosecha es el entorno, y después vienen las abejas, cuyas condiciones cambian cada año. Cuando se dice que un robot poliniza, se puede malinterpretar que ya no se necesitan abejas, pero lo mejor es que la polinización la hagan las abejas. Solo que, como las abejas son inestables, se trata de que los robots entren de forma auxiliar para estabilizar la producción”.
 

Proyecto integrado de la RDA y el Ministerio de Agricultura…la “parte inferior” y la integración, a cargo de KIRO

Este proyecto es una iniciativa integrada de AX agrícola (transformación mediante inteligencia artificial) promovida conjuntamente por la Administración de Desarrollo Rural y el Ministerio de Agricultura, Alimentación y Asuntos Rurales. Está compuesto por tres subproyectos, y la coordinación general recae en el Proyecto de I+D 1 (MetaFarmers Co., Ltd.), dirigido por la Administración de Desarrollo Rural. Si se compara el robot con la forma de una persona, el hardware de la parte superior, correspondiente a los brazos y el torso, y la IA de trabajo estarán a cargo de MetaFarmers Co., Ltd., responsable del Proyecto de I+D 1, “Desarrollo de tecnología de control basada en aprendizaje por imitación de características de comportamiento en labores agrícolas frutícolas e investigación para la estandarización de tecnologías de robots agrícolas”. La inteligencia visual, es decir, los “ojos” que reconocen el huerto y los frutos, se desarrollará en el proyecto “Desarrollo de tecnologías clave de inteligencia visual para el análisis del rendimiento requerido en labores agrícolas en respuesta al entorno de los huertos y la toma de decisiones”, a cargo de la Fundación de Cooperación Universidad-Industria de la Universidad Nacional de Chungnam (profesor Lee Dae-hyun). El Proyecto de I+D 3 de KIRO, seleccionado a través del Instituto Coreano de Planificación y Evaluación de Tecnología en Alimentación, Agricultura y Silvicultura (IPET), “Desarrollo de una plataforma robótica de gestión del cultivo y tecnología de inteligencia para la estabilización de la producción frutícola”, desarrollará la plataforma de conducción autónoma, que corresponde a la parte inferior, y la IA de desplazamiento. El período de investigación será de 4 años y 9 meses, desde abril de 2026 hasta diciembre de 2030.

KIRO también se encargará de la integración del sistema, que unirá la parte superior y la inteligencia visual resultantes de cada proyecto, así como de la demostración en campo. El director Cho explicó: “La coordinación general la lleva la Administración de Desarrollo Rural, pero como en el proyecto del Ministerio de Agricultura hay que pensar en la producción en serie, se acordó que nosotros realizaríamos la integración del sistema”. En este programa participaron unas 20 instituciones por proyecto (consorcio), y la competencia fue de aproximadamente 4 a 1. Cho dijo: “Puede considerarse que esta vez entraron todas las instituciones, empresas y universidades del país que trabajan en robótica”.

En el proyecto de KIRO, además de fondos nacionales, se emparejaron fondos locales de la provincia de Gyeongsang del Norte y de la ciudad de Andong. La proporción entre fondos nacionales y locales es de aproximadamente 6 a 4. Aunque no era un requisito obligatorio, las administraciones locales de una zona principal productora de manzanas solicitaron invertir más a cambio de incluir en las tareas la recolección de flores y la producción de polen, que son necesidades apremiantes del terreno. Según explica Cho, la División de Frutales y Flores del Ministerio de Agricultura también tiene gran interés en asegurar polen nacional.
 

¿Por qué la manzana? Se acotó a una única arquitectura arbórea plana multieje

El cultivo objetivo se acotó a la manzana, y dentro de ella a la arquitectura arbórea plana multieje. Esta forma, que cultiva los árboles de manera plana como una pared, facilita la entrada de maquinaria, y si es amigable con las máquinas, también lo es con los robots. Cho contó que, durante entrevistas con agricultores en la fase de planificación, escuchó que “las explotaciones de mayor edad no suelen cambiar porque se preguntan cuánto tiempo podrán cultivar si arrancan todos los árboles y plantan de nuevo, pero los agricultores de 40 y 50 años están cambiándolo todo porque la diferencia en producción y reducción de mano de obra es grande”. Según Cho, la arquitectura plana multieje se ha difundido más en Geochang, Gyeongsang del Sur, y las principales zonas productoras, Andong y Cheongsong, también están pasando rápidamente desde la forma tradicional de huso esbelto.

Fijar la forma de los árboles en un solo tipo es una lección aprendida de fracasos anteriores. Para ganar proyectos competitivos, había que proponer que se podían abordar formas de huso, planas y lineales, y después de obtener el contrato eso se convertía en una carga, por lo que a menudo no se lograban resultados. Cho dijo: “Decir que un robot puede hacerlo todo en cualquier condición es hablar de castillos en el aire. Lo correcto es cambiar el método de cultivo para que sea amigable con los robots y aumentar la eficiencia con robots adaptados a él. Esta vez se definió claramente la forma arbórea, por lo que personalmente tengo grandes expectativas”.

Aun así, un huerto no es un terreno fácil. En campo abierto, la luz solar directa puede blanquear la imagen de la cámara y hacer que el robot no vea nada. Muchos huertos existentes se encuentran en laderas de 5 a 10 grados, y si el robot daña árboles que, una vez plantados, se cultivan durante 10 a 15 años, la pérdida no se limita a la cosecha de un año. Otro obstáculo es la dificultad de encontrar agricultores para la demostración. Cho dijo: “Aunque se pague alquiler, debe cuadrar con la rentabilidad de la producción de manzanas, así que no hay muchos agricultores dispuestos a facilitar las cosas”.
 

Un solo plataforma con implementos intercambiables… las flores se “golpean y se aspiran”

El cultivo anual de manzanas se divide en gran medida en nueve labores, desde la poda de invierno hasta la cosecha. De ellas, el proyecto con fondos nacionales cubre cuatro: poda, polinización, aclareo de flores y cosecha; con fondos locales se añadieron la recolección de flores y la producción de polen. La plataforma superior se utiliza de forma común y las herramientas de extremo y dispositivos auxiliares se cambian según la tarea. Para la poda, se montan dos brazos con pinzas para sujetar ramas y cortadores; para la polinización, se instala una punta que pulveriza polen con precisión cerca de la flor. En el aclareo de flores se carga un tanque de agente aclarador, y en la cosecha se monta una cinta transportadora que desplaza las cajas. Las ramas podadas se trituran de inmediato con una trituradora frontal y se esparcen en el huerto. Cho señaló: “Si se dejan cortadas, hay que recogerlas de nuevo, pero si se trituran, también se convierten en nutrientes, por lo que hubo muchas reacciones positivas”.

En la cosecha, la clave es la velocidad de trabajo. La solicitud de propuestas (RFP) del proyecto exige una capacidad de trabajo de 1.000 m² por hora (unos 300 pyeong), pero no era posible alcanzar esa velocidad con un método que recogiera las manzanas, girara hacia atrás y las colocara en cajas. Por eso se optó por una estructura en la que, nada más recogerlas, se dejan caer por una manguera corrugada y se envían a las cajas. La tarea pendiente es evitar daños en los frutos durante el descenso.

La cosechadora de flores que se desarrollará con fondos locales no recoge cada flor una por una como una persona. Cuando una parte de impacto giratoria sacude el árbol floral, una carcasa bloquea las flores que caen y un dispositivo de succión por presión negativa las aspira y las reúne en un tanque. El objetivo es recuperar el 70% en una sola pasada. Ya se ha asegurado la patente relacionada. Aunque quedarán pérdidas por las flores que salgan despedidas, Cho dijo: “Con recuperar solo el 70%, será mucho mejor que recogerlas a mano”, y añadió: “Aunque sea un equipo de varias decenas de millones de wones, si tiene éxito solo un año, será revolucionario para los complejos de producción de polen”. Según él, los agricultores en campo también vieron el concepto de demostración y reaccionaron diciendo que tenía posibilidades. A medida que aumente la cantidad de flores recolectadas, se planea crear un modelo piloto con mayor capacidad en las instalaciones de fabricación de polen y transferirlo a las principales zonas productoras.
 

Rutas a partir de una sola imagen satelital… miles de unidades aprenden en simulación

La diferenciación tecnológica que destaca KIRO está en la conducción. Según Cho, la maquinaria agrícola autónoma existente requiere que una persona la conduzca una vez directamente para crear un mapa. En las grandes fincas, solo ese trabajo ya es una carga. KIRO extrae con IA las hileras de árboles a partir de imágenes satelitales y, reflejando las especificaciones del robot, genera automáticamente la ruta completa de desplazamiento (ruta global). En el terreno, se responde solo a obstáculos y rutas detalladas (ruta local) mediante lidar, cámaras y GPS. Cho explicó: “Si lo comparamos con la navegación, es como decidir qué autopista tomar con una sola imagen satelital, y ocuparse en el terreno solo de los callejones y pasos”.

Para la tecnología que mantiene horizontal la parte superior en terrenos abiertos irregulares se aplica IA “Sim-to-Real”. El método consiste en crear en un entorno virtual millones de pyeong de terrenos irregulares y hacer funcionar miles de robots para que aprendan por sí mismos las condiciones de control que mantienen la postura, evitan deslizamientos y consumen la menor cantidad de energía. Cada una de las cuatro ruedas actúa como suspensión, absorbiendo las irregularidades del terreno mientras la parte superior permanece estable. Cho dijo: “Antes se programaban algoritmos del tipo: si el ángulo de dirección es tanto, la velocidad angular debe ser tanto; pero bastaba una sola piedra para alterar las condiciones”, y añadió: “La ventaja de la IA física es que la IA se adapta por sí misma al entorno, y por eso intentamos abordar no una sola tarea, sino todo el ciclo”.
 

En lugar de vender robots, se vende el “trabajo”… alrededor de la mitad del coste laboral

El modelo de comercialización tiene dos vertientes. El eje es el robot como servicio (RaaS). Cuando un agricultor reserva un trabajo con el teléfono móvil, un ingeniero de la empresa de servicios llega con los robots cargados, despliega varias unidades a la vez para trabajar y luego las recoge. La idea es fijar la tarifa en torno al 50% del coste laboral actual, variándola según el tipo de labor, la superficie, la pendiente y la ubicación. A las fincas o instituciones de gran tamaño que cuentan directamente con ingenieros se les venderá el producto terminado llave en mano. El precio de venta se ha fijado en torno a 80 millones de wones, con un período de recuperación de la inversión de 2,5 años, y sin superar los 100 millones de wones. Según las conversaciones actuales, el servicio quedaría a cargo de MetaFarmers, del proyecto A, y la venta a cargo de Daedong, aunque los roles concretos se volverán a negociar en la fase de comercialización.

Cho dijo: “Aunque se entregue un robot a una explotación, el agricultor no puede usarlo. La maquinaria agrícola cuenta con concesionarios, por lo que hay mantenimiento posventa, pero los robots aún no tienen esa infraestructura”, y añadió: “Por eso resolvimos el modelo con una estructura en la que el agricultor encarga el cultivo como servicio y paga el coste del servicio”. La elección de un robot de ciclo completo responde a la misma razón. Subrayó: “Si es solo para cosechar, se usa una semana al año; si es solo para polinizar, tres días. ¿Quién va a comprar por decenas de millones de wones un equipo así? Hay que unir todas las labores para convertirlo en un robot que se use todo el año”.

La introducción en campo se plantea bajo la premisa de un trabajo en enjambre colaborativo de al menos tres unidades. Con tres unidades, el objetivo es que la poda y la cosecha alcancen 1.000 m² por hora (unos 300 pyeong), mientras que la polinización y el aclareo de flores, que se realizan pulverizando al avanzar, procesen varias veces esa superficie. En el consorcio participan Daedong y Daedong Robotics (establecida conjuntamente por Daedong Mobility y KIRO), y también se estudia la interconexión en la que, al transferir las cajas de cosecha por cinta transportadora, el robot de transporte de Daedong las recibe y las mueve. Dexweaver, con experiencia en sistemas de control de robots industriales de limpieza, se encargará del control centralizado de múltiples robots y del sistema de servicio; el Instituto Coreano de Investigación de Maquinaria de Construcción se hará cargo de sistemas auxiliares como trituradoras y cintas transportadoras que requieren alta carga y alto par. La Universidad Nacional de Sunchon realizará investigaciones de control y seguridad para complementar, desde la perspectiva de la maquinaria agrícola, robots que se averían fácilmente en campo abierto, y la Fundación Instituto Coreano de Agricultura del Futuro, en Andong, estará a cargo de construir los sitios de demostración.
 

La cosechadora de flores se desplegará por primera vez en la primavera de 2028… el objetivo es repolinizar cuando haya daño por frío

El calendario prevé presentar una plataforma inicial de conducción en la segunda mitad de 2027, combinarla con la parte superior en 2028 para demostrar cosecha, polinización y recolección de flores, y luego demostrar de forma secuencial la poda y el aclareo de flores. Los dos últimos años se dedicarán a demostración y mejoras. El objetivo de la cosechadora de flores es fabricar un prototipo después de mediados de 2027 e introducirlo por primera vez en el campo en la primavera de 2028, cuando florezcan las flores. La demostración se realizará en Andong. Junto al centro de demostración de KIRO, un huerto existente de huso esbelto se transformará en el invierno de 2026 a una arquitectura plana multieje para crear un campo de pruebas propio, y también se utilizarán parcelas arrendadas a agricultores, parcelas públicas gestionadas por el Instituto Coreano de Agricultura del Futuro y un sitio de demostración exclusivo para robots donde incluso se plantarán árboles florales. Las parcelas del Instituto Coreano de Agricultura del Futuro cuentan con sensores y modelado 3D gracias a un anterior proyecto de agricultura inteligente en campo abierto del Ministerio de Agricultura.

Lo que espera el director Cho va más allá de reducir la mano de obra: se trata de disminuir la variabilidad de las cosechas. Cuando se produce daño por frío en primavera, prácticamente la única respuesta es volver a polinizar las flores que quedan, pero ahora hay que tocar cada flor con un pincel, por lo que es difícil siquiera intentarlo. Algunos agricultores esparcen polen con pulverizadores de alta velocidad (máquinas SS), pero según Cho, los resultados de investigaciones indican que no tiene efecto.

Cho dijo: “Si llega el daño por frío, podemos reducir los perjuicios introduciendo a tiempo robots de polinización para polinizar una vez más las flores que sobrevivieron”, y añadió: “Si contamos con una máquina de trabajo que pueda entrar en cualquier momento, podremos acercarnos mucho más al objetivo final de estabilizar la producción frutícola”.