[Maquinaria agrícola de la semana] Elimina de golpe 4.000 malezas en solo 1 segundo… aparece un ‘robot desmalezador con IA a nivel de píxel’

Ha aparecido un robot inteligente de desmalezado con IA para resolver las dificultades del trabajo de eliminación de malezas en campo abierto. El equipo del profesor Kim Hyeong-seok, del Instituto de Investigación en Robótica Inteligente de la Universidad Nacional de Jeonbuk, superó las limitaciones de las tecnologías globales existentes, desarrolló un prototipo de robot de desmalezado de precisión optimizado para el entorno agrícola coreano y completó una demostración.

Hasta ahora, la fumigación con drones y la conducción autónoma se habían comercializado, pero la tecnología de desmalezado capaz de distinguir en tiempo real entre cultivos y malezas seguía siendo un territorio inexplorado. El equipo de investigación encontró una solución que supera los límites de la visión humana al fusionar ingeniería electrónica con inteligencia artificial y tecnologías robóticas.

Combinación de GPU de 64 bits y principio de inyección de tinta… identifica malezas aunque cambien el entorno de trabajo y las formas
Esta solución identifica malezas incluso cuando los cultivos crecen y cambian de forma desde justo después de la siembra hasta 37 días después. También distingue con precisión las malezas incluso dentro de sombras muy oscuras creadas por la intensa luz solar de la temporada de lluvias de verano, y por la noche puede encender un reflector y trabajar día y noche. Además, tiene la precisión suficiente para clasificar las malezas en tres tipos (formas de hierba) y prescribir herbicidas específicos adecuados para cada una. También puede identificar con precisión aunque cambie el entorno circundante, como variaciones en la luz solar o al atardecer.

El profesor Kim Hyeong-seok explicó: “El cerebro humano solo tiene unas 32 etapas de discriminación (5 a 6 bits) para un píxel, pero con solo 10 bits se puede expresar una cantidad casi infinita de números. Además, el sistema de IA casi no tiene error gracias a la capacidad de cálculo de la memoria HBM y la más reciente GPU de 64 bits, y calcula e identifica áreas con precisión a nivel de píxel”. Añadió: “Los resultados experimentales confirmaron que su capacidad para distinguir malezas es superior a la de las personas”.

El método de ‘pulverización sin deriva’ de empresas globales extranjeras tenía el problema de que, en campos abiertos con mucho viento, el producto químico se dispersaba y causaba fitotoxicidad que podía matar incluso el cultivo principal. El ‘desmalezador láser’ global presentado como alternativa es preciso y ecológico, pero el equipo cuesta 2.000 millones de wones. Además, como la parte móvil es un brazo robótico, existe una limitación de velocidad. De hecho, su velocidad de eliminación es de solo 27,8 malezas por segundo, lo que dificulta su aplicación en terrenos densamente cubiertos de maleza.

Ante esto, el equipo de investigación introdujo decididamente el ‘principio de la impresora de inyección de tinta’. Mientras el robot se desplaza, la IA calcula el punto de caída del herbicida y lo pulveriza con precisión solo en el centro de la maleza. Además, mediante 150 boquillas dispuestas a intervalos de 8 mm, elimina nada menos que 4.000 malezas por segundo. Este es un nivel que permite un desmalezado perfecto a velocidad de caminata humana. Actualmente se está verificando su aplicación en soja de campo, y se prevé ampliar su uso a frutales y otros cultivos.

Un robot desmalezador que hace el trabajo de seis desbrozadoras
El robot desmalezador del equipo de investigación puede operar sin supervisión humana, y su velocidad de desmalezado es de 0,09h por hora (aproximadamente 272 pyeong), lo que permite desmalezar 0,72h (2.178 pyeong) en 8 horas. En comparación con el área de trabajo de una persona usando una desbrozadora, puede trabajar entre 2,5 y 3 veces más por hora, y entre 4 y 6 veces más por día (sobre la base de 8 horas). Y recientemente, el equipo también está preparando un desmalezador ecológico equipado con una desbrozadora en lugar de pulverizar herbicida desde las boquillas de la plataforma robótica.

Sin embargo, a pesar del éxito técnico, aún quedan desafíos antes de la comercialización.
El profesor Kim Hyeong-seok dijo: “La ‘durabilidad mecánica’ necesaria para soportar el entorno de uso rudo por parte de los agricultores todavía está en una etapa que requiere mejoras”. Y continuó: “Para comercializarla, debe conectarse con empresas”, y añadió: “Se necesita un proceso de mejora de la estructura industrial mediante innovación abierta, en el que el gobierno impulse la comercialización conjunta con institutos de investigación universitarios y startups que poseen tecnologías innovadoras”.