(Imagen simbólica). La fruticultura alemana está bajo presión debido a la escasez de mano de obra, el aumento de los salarios y los crecientes requisitos de documentación. En el lago de Constanza, varios grupos de investigación están probando cómo un robot recolector puede reconocer, recoger y depositar de forma autónoma la fruta madura. El tipo de sistema utilizado en los huertos juega un papel más importante que la propia tecnología robótica. Los primeros sistemas ya están recorriendo huertos reales y midiendo cada manzana.
(Foto: © Investigación y conocimiento)
En el lago de Constanza, varios grupos de investigación trabajan para automatizar en gran medida la cosecha de manzanas. Un robot recolector debe reconocer los frutos maduros, cogerlos sin dejar marcas de presión y colocarlos en cajas, mientras que un segundo sistema mide toda la plantación mediante sensores. Participan las universidades de Alta Suabia, ingenieros mecánicos especializados y un huerto que sirve desde hace años como campo de pruebas. El tiempo de ciclo deseado se encuentra en el segundo rango y muestra hasta dónde ha llegado la tecnología.
La fruticultura es uno de los últimos sectores importantes de la agricultura en el que el trabajo crucial todavía se realiza casi exclusivamente a mano. Desde hace décadas, los cereales, el maíz y la remolacha azucarera se cosechan a máquina porque el fruto es robusto y basta con un corte uniforme. La manzana, en cambio, descansa sobre un tallo, es sensible a la presión, cuelga a diferentes alturas y madura de manera desigual dentro de un mismo árbol. Por lo tanto, cada mango debe diseñarse individualmente. En 2024 se cosecharon en el lago de Constanza unas 246.700 toneladas de manzanas. Con un peso medio de frutos de unos 200 gramos, esto corresponde a unos 1.200 millones de cosechas individuales en una sola región y en una sola temporada. Esta magnitud explica por qué la escasez de trabajadores calificados en el sector está teniendo un impacto tan inmediato y por qué la robótica agrícola se ha considerado durante años la respuesta obvia, técnicamente pero extremadamente desafiante.
Para que un robot tenga alguna posibilidad, primero debe cambiar la plantación. Los árboles frutales clásicos que se extienden libremente son de difícil acceso para las máquinas porque la fruta cuelga oculta y el brazo recolector no puede encontrar un camino libre de colisiones. Por ello, los sistemas modernos se basan en la llamada pared frutal, una forma de cultivo estrecha y plana en la que los árboles están dispuestos densamente en hileras y los frutos cuelgan en gran medida en un nivel. Esto supone una gran ventaja para el procesamiento de imágenes, ya que la posición, el tamaño y el grado de madurez se pueden determinar de forma fiable desde unas pocas perspectivas de cámara. Además, con este método de construcción es posible controlar mejor el rendimiento por hectárea. Los análisis muestran con qué fuerza las condiciones externas modifican los rendimientos generales, según los cuales los cambios climáticos influyen de manera muy diferente en los rendimientos agrícolas de una región a otra y, por lo tanto, la seguridad en la planificación se convierte cada vez más en un factor de cálculo.
Un robot que mide cada manzana
En el marco del proyecto DigitAL AgraSys, una plataforma robótica sobre orugas ya se mueve entre las hileras de la finca frutícola Bernhard en Kressbronn, junto al lago de Constanza. Inicialmente su tarea no es recolectar, sino registrar completamente el inventario. El sistema determina el grado de madurez, tamaño, posición y número de frutos y los utiliza para crear una imagen digital de la plantación. El responsable del procesamiento de imágenes es un equipo de la Universidad de Ravensburg-Weingarten dirigido por Jörg Eberhardt, cuya especialidad incluye visión por ordenador, óptica y captura tridimensional. El equipo registró períodos vegetativos completos, desde la floración hasta la cosecha, durante dos años. El proyecto está financiado por el Ministerio Federal de Economía con más de medio millón de euros. En el futuro, los datos deberían ser accesibles directamente en la plantación mediante gafas de realidad virtual, de modo que el administrador de la explotación pueda ver la madurez y el rendimiento en cualquier momento.
Seis segundos por fruta como objetivo
Al mismo tiempo, la asociación AnnA, abreviatura de cosecha y aclareo autónomos, lleva a cabo la actividad propiamente dicha de cosecha. Entre los participantes se encuentra un equipo de la Universidad Cooperativa Estatal de Baden-Württemberg en Ravensburg, dirigido por Thomas Dietmüller con experiencia en tecnología de sensores, planificación de rutas y construcción de laboratorios, así como la empresa InMach Intelligente Maschinen, que diseña el hardware. La fruta es reconocida por una inteligencia artificial que distingue las manzanas maduras de las verdes a partir de las imágenes de la cámara. Matemáticamente, el robot recolector debería coger y depositar una manzana cada seis segundos. No sólo es importante la velocidad, sino también la protección de la fruta, ya que incluso un ligero hematoma reduce significativamente su vida útil y su calidad comercial. El robot de construcción Adriano
Cuando la tecnología entra en funcionamiento con regularidad
A pesar del progreso, aún no se ve un uso generalizado. Según los investigadores involucrados, el robot estará en servicio continuo para clientes piloto en 2027, es decir, fuera de las condiciones controladas de un proyecto de investigación. Hasta entonces, quedan varios problemas por resolver. Entre ellos se incluyen los cambios en las condiciones de iluminación, la lluvia y el polvo, que afectan a las cámaras y sensores, así como la cuestión de la fiabilidad con la que el sistema distingue entre fruta, hoja y rama. La sostenibilidad económica también es una cuestión abierta, ya que un robot de este tipo debe ser sostenible en comparación con los trabajadores estacionales y funcionar con poco mantenimiento durante muchos años. Para las empresas más pequeñas, la compra inicialmente no merecería la pena, por lo que se están discutiendo procedimientos salariales y uso compartido. Otros avances en el campo de los robots muestran que el camino desde un prototipo funcional hasta un producto de serie robusto suele tardar más de lo esperado inicialmente.
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