Agricultura automatizada: ¿pueden los robots, los drones y la inteligencia artificial salvarnos del hambre?

La agricultura ha avanzado mucho en el último siglo. Producimos más alimentos que nunca, pero nuestro modelo actual es insostenible y a medida que la población mundial crece rápidamente se acerca a la marca de los 8 mil millones, los métodos modernos de producción de alimentos necesitarán una transformación radical si quieren mantenerse. arriba. Pero, afortunadamente, existe una variedad de nuevas tecnologías que podrían hacerlo posible. En estas series, exploraremos algunas de las nuevas soluciones innovadoras en las que están trabajando agricultores, científicos y empresarios para garantizar que nadie pase hambre en nuestro mundo cada vez más poblado.

En la obra fundamental, aunque a menudo criticada, de Thomas Malthus de 1798, Un ensayo sobre el principio de población, el economista analizó la historia de la humanidad a largo plazo y observó que las poblaciones humanas, cuando tienen abundancia de alimentos, crecen hasta agotar sus recursos, momento en el que comienza la escasez. "El hambre parece ser el último y más terrible recurso de la naturaleza", afirmó. “El poder de la población es tan superior al poder de la tierra para producir sustento para el hombre, que la muerte prematura debe visitar de una forma u otra a la raza humana”.

Por muy poética que fuera la predicción de Malthus, no se cumplió. En cambio, se produjeron revoluciones en la industria y la agricultura, y con ellas, un aumento sustancial en la producción y el comercio de alimentos. Los optimistas ganaron, mientras que Malthus se convirtió en el santo patrón de los economistas chiflados, un predicador andrajoso en las calles de la historia.

Aunque los economistas modernos y los utópicos tecnológicos ven a Malthus con desprecio, sus argumentos eran razonables dada la evidencia de la época. ¿Quizás las nuevas tecnologías que permitieron el tremendo crecimiento demográfico de los últimos siglos no acabaron con la posibilidad de una catástrofe malthusiana, sino que simplemente la retrasaron? La humanidad ha podido crecer mucho, mucho más allá de lo que Malthus podría haber imaginado: estimaciones aproximadas sitúan la población mundial en 1800 había entre 890 y 980 millones de personas, mientras que hoy la población mundial supera los 7.400 millones, pero ¿cuánto tiempo durará esta tendencia? ¿continuar?

La ONU espera La población mundial alcanzará los 8.500 millones en el año 2030 y los 9.700 millones en 2050. Gran parte de la población mundial se concentra en China y la India; Cada uno de estos países tiene actualmente más de mil millones de habitantes, y se prevé que la población de la India supere a la de China para 2022.

Las nuevas tecnologías y técnicas agrícolas han evitado las graves hambrunas que predijo Malthus. Aunque alguna vez los humanos tuvieron que plantar semillas al azar a mano, las sembradoras permitieron a los agricultores sembrarlas en líneas largas y uniformes. Con tractores impulsados ​​por vapor, los agricultores podían arar amplias extensiones de tierra, sin necesidad de bueyes lentos. Las trilladoras reducen las muchas horas dedicadas a la trilla manual.

Mientras la población mundial alcanza alturas cada vez más asombrosas y el crecimiento económico permite un mayor consumo, el mundo puede necesitar otra revolución agrícola para sostenerse.

Una respuesta al problema puede estar en la automatización. Si bien la agricultura se ha automatizado cada vez más en los últimos 200 años, el proceso no hace más que acelerarse. Las nuevas tecnologías, y en particular las manadas, están permitiendo a los agricultores mejorar la eficiencia de sus cultivos y producción ganadera, así como neutralizar rápidamente amenazas como enfermedades o sequías.

Los drones pueden ser los trabajadores agrícolas del futuro

"Existe cierto estigma en esa palabra", dice sobre el Dr. Lav Khot, profesor de la Universidad Estatal de Washington y especialista en manejo de cultivos de sitios específicos. el término “dron”. Muchos defensores de los usos comerciales de los drones prefieren términos como “sistemas aéreos no tripulados”, una frase más larga que carece de significado verbal. puñetazo. No es difícil ver por qué: para muchos, la palabra “dron” evoca equipo militar, máquinas voladoras que lanzan bombas o espían objetivos desde arriba.

Investigadores como Khot están experimentando con diferentes formas en que se pueden utilizar los drones en la agricultura, convirtiendo estas espadas en arados. Para los productores, uno de los usos más interesantes de los drones es la obtención de imágenes de cultivos. Utilizando drones equipados con sensores multiespectrales, los agricultores examinan sus tierras y toman imágenes que revelan aspectos como la fertilidad de zonas específicas del suelo, cuánta agua necesitan los cultivos y más.

En el pasado, los agricultores tenían que depender de imágenes satelitales para obtener mapas tan detallados de sus tierras, lo que era un proceso que requería bastante tiempo. Las imágenes satelitales a menudo implican intervalos de 14 días, dijo Khot a Digital Trends, y pueden surgir problemas debido a la nubosidad u otros factores. Con los drones “puedes conseguirlo cuando quieras, hipotéticamente”.

Ese cambio rápido no sólo es conveniente; en los casos en que las plantas se ven afectadas por enfermedades o plagas, puede marcar la diferencia entre salvar una cosecha o verla morir. Hablando con The Guardian, Salman Siddiqui, investigador del Instituto Internacional de Gestión del Agua, explica cómo se pueden utilizar las imágenes de drones para detectar enfermedades y otros factores estresantes en las plantas. "La actividad fotosintética disminuye y eso afecta a la clorofila", dijo, y las imágenes multiespectrales podemos detectar estos cambios temprano, antes de que los problemas se vuelvan tan drásticos como para producir señales de que los humanos pueden ver.

Esto se debe a que la clorofila, la molécula que da a las hojas su tono verde, atrae la luz visible y refleja una gran cantidad de luz infrarroja. Cuando una planta no es saludable, reflejará más luz visible que la incide y reflejará menos ondas infrarrojas. Las imágenes infrarrojas pueden mostrar a los agricultores si sus plantas reflejan cantidades anormales de luz, advirtiéndoles de problemas.

Agricultura, conozca la automatización

Uno de los principales proyectos de Khot en estos momentos se centra en el riego, experimentando con diferentes técnicas de riego y cantidades de agua, y el uso de imágenes de drones para rastrear la salud posterior de plantas. Tomemos como ejemplo el riego subterráneo. Este es un proceso en el que se colocan tubos que gotean agua debajo de la superficie del suelo, entregando agua directamente a las raíces de los cultivos. Khot y su equipo ajustan la ubicación de los tubos, probándolos a 15 o 30 centímetros por debajo de la superficie de las vides.

Ajustan la cantidad de agua utilizada como parte de su investigación y utilizan imágenes de drones para mapear los cultivos. pruebas “para ver si podemos llegar al 60 o al 30 por ciento y aun así la planta puede crecer y producir un rendimiento tan bueno”. producir."

Khot también trabaja con riego por encima de la superficie, probando aspersores ubicados a baja altura (no más de un pie por encima de la superficie). superficie) y acercando los aspersores al dosel, lo que debería reducir la evaporación que se produce a medida que el agua se mueve El aire.

La investigación de Khot podría adquirir nueva importancia a medida que se desarrolle el cambio climático. “En Washington, en 2015, registramos la temperatura más alta en varios años”, dijo Khot, un hecho que puede ser el resultado del cambio climático. Para prepararse para los años más calurosos, Khot y sus colegas investigadores están probando diferentes variedades de frijoles pintos para ver cómo reaccionan a diferentes cantidades de agua. Esto debería ayudarles a descubrir qué frijoles serán una mejor inversión para los agricultores si las temperaturas aumentan en el futuro.

No todos los usos de los drones implican imágenes. Un proyecto que describe Khot es deliciosamente simple. Queriendo experimentar con un modelo más grande de UAS, un Yamaha RMAX, un helicóptero no tripulado que ha sido popular en Japón para fumigar: a Khot y su equipo se les ocurrió una solución inteligente a un problema que ha afectado a Washington agricultores.

Las cerezas son uno de los principales cultivos de Washington y se enfrentan a una plaga inquietantemente común: la lluvia. "Cuando la cereza está madura, tiene un alto contenido de azúcar y la piel se vuelve muy fina", explica Khot. Cuando el agua de lluvia cae sobre los huertos de cerezos, puede depositarse en el dosel y las cerezas de piel fina la absorberán. A medida que las cerezas absorben humedad, comienzan a hincharse y partirse.

Los productores de cerezas pueden intentar minimizar el daño de las lluvias cosechando las cerezas rápidamente o sacudiendo las ramas para eliminar parte del agua. Khot voló un RMAX a bajas altitudes (35 a 50 pies) sobre huertos para dispersar el agua de las copas de los árboles. Es un método más eficiente que sacudir los cerezos manualmente o con un ventilador, y mucho más barato que contratar a un piloto de helicóptero para que venga a hacerlo, pero no es infalible. “No todos los huertos aquí en el estado de Washington son planos; "Tenemos pendientes, por lo que cada año hay algunos accidentes con eso", dijo Khot.

Más que simples robots voladores

Los drones parecen ser una herramienta prometedora para los agricultores en el futuro, pero no son los únicos ejemplos de automatización que arrasan el mundo agrario. Los zarcillos robóticos se están extendiendo a todos los aspectos de la agricultura, aportando un toque frío incluso a la parte más íntima del día a día de un granjero: el ordeño de las vacas.

Las máquinas que manejan el proceso de ordeño parecen una victoria para los agricultores. El ordeño manual es poco común hoy en día; después de todo, ¿quién quiere pasar horas al día apretando las ubres de las vacas y sufriendo las miradas celosas de los terneros? – ya que los agricultores han estado utilizando máquinas para extraer leche durante años. Sin embargo, estas máquinas requerían la intervención humana; Los granjeros todavía tenían que sujetar las tazas a las ubres de las vacas y permanecer atentos mientras las máquinas bombeaban la leche.

Con tecnología más moderna, el proceso de ordeño se puede realizar sin siquiera una mínima cantidad de intervención humana. Los sistemas de ordeño avanzados permiten a las vacas acercarse a un robot de ordeño cuando les apetece. La vaca, entrenada por su dueño, sube a un plato, lo que inicia el proceso de ordeño. La máquina puede reconocer las vacas por sus etiquetas, y si una vaca específica no ha sido ordeñada dentro de un cierto Después de un tiempo, la máquina se pondrá a trabajar, desinfectando la ubre y fijando ventosas a los pezones.

Todo el proceso es cómodo para los agricultores y supuestamente cómodo para las vacas. Hablando con la BBC, el granjero Robert Veich afirma que el proceso hace que los animales sean más felices y productivos, diciendo: “Las vacas responden a la comodidad. Ha pasado de 28 litros a 36 litros promedio por día, sin un aumento significativo en el costo del alimento”.

Las granjas lecheras tampoco son el único lugar donde se ha afianzado la automatización. Últimamente, incluso ha comenzado a afectar a los huertos frutales, que han sido notablemente resistentes a la mecanización a lo largo de los años. Hasta hace poco, la recolección de frutas ha logrado resistir el avance de la automatización, en gran parte porque las frutas son delicadas y la maquinaria podría dañar los cultivos o los árboles que las producen. Una edición de 2011 de Migration News afirma que la mayor parte de la recolección de manzanas todavía se realiza a mano y que la mayor parte del tiempo de los trabajadores no se dedica recoger las manzanas, sino más bien mover las escaleras que se utilizan para alcanzarlas y transportar bolsas de productos de ida y vuelta. adelante. Como Dan Steere, director ejecutivo de Abundant Robotics explicado a Tendencias Digitales, “el principal problema es que la fruta es difícil de ver para las computadoras y es delicada. Hasta ahora no ha sido posible identificar de forma fiable los productos ni automatizar la cosecha sin dañarlos".

A pesar de las dificultades, los ingenieros están buscando formas de hacer que la recolección sea más eficiente mediante la automatización. La empresa de Steere está trabajando en una máquina para recoger manzanas; otra empresa, Energid, ha construido una máquina para recoger naranjas. El recolector de manzanas de Abundant Robotics utiliza un tubo de vacío para succionar las manzanas de los árboles, mientras que el robot recolector de naranjas de Energid sacude las frutas de los árboles y las atrapa.

Quizás el vehículo agrícola más emblemático, el tractor, esté experimentando su propia transformación. Tractores autónomos, como El vehículo conceptual autónomo de Case IH, podría sustituir a los tractores operados por humanos en muchas granjas. Este elegante vehículo ni siquiera tiene asiento para el conductor. Puede recorrer rutas predeterminadas programadas por su operador, quien puede seguir los movimientos del tractor y desviarlo, si es necesario, con una aplicación para tableta. El tractor puede incluso detectar obstáculos en su camino y detenerse para evitar colisiones. Los fabricantes de tractores autónomos como Nueva Holanda Incluso afirman que los vehículos eventualmente podrán reaccionar a los cambios climáticos.

Los equipos agrícolas autónomos no son simplemente una comodidad, ya que permiten a los agricultores relajarse y tomar café mientras los robots hacen su trabajo. Tampoco es simplemente una herramienta para reducir los costos de mano de obra. Estos vehículos podrían eliminar las limitaciones del cuerpo humano de una industria tradicionalmente agotadora. Las máquinas no corren ningún riesgo de sufrir lesiones o mutilaciones, sólo daños que pueden repararse. Aún más intrigante es que la agricultura podría convertirse en un proceso de 24 horas, sin interrupciones por la oscuridad o la necesidad de dormir.

La imagen tradicional de un granjero como un hombre canoso con una chaqueta Carhartt, agarrando el volante de su John Deere con manos callosas, pronto puede desaparecer en la historia. En su lugar, un hombre abrigado que maneja una flota de máquinas con su iPad desde la comodidad de una oficina.

¿Será suficiente?

Todas estas nuevas tecnologías son deslumbrantes, pero la pregunta sigue siendo: ¿serán suficientes para sostener las crecientes fauces del consumo? La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación estima que, para alimentar a una población mundial creciente y cada vez más urbana, la producción anual de cereales deberá aumentar a 3 mil millones de toneladas métricas; La producción de carne deberá aumentar a 470 millones de toneladas métricas. Eso es mucha comida.

Lo que complica las cosas es el hecho de que la tecnología por sí sola no decide cuántos alimentos come el mundo. A raíz de la globalización, el comercio transporta alimentos a través de fronteras y océanos. El trigo de Oregón acaba en molinos de Asia, la carne vacuna de Japón puede acabar en un plato de Nueva York. Incluso si los países individuales pudieran aumentar la producción de alimentos mediante el uso de la automatización, el estado de los acuerdos comerciales internacionales determinará hacia dónde se dirige. En un mundo en el que la competencia nacionalista parece ascendente y los acuerdos comerciales se encuentran en terreno más inestable, la red mundial de comercio de alimentos puede cambiar dramáticamente.

Por estas razones, sería ingenuo concluir que la automatización agrícola por sí sola será suficiente para salvarnos. El problema que enfrentamos es complejo y multifacético, y es probable que ninguna innovación tecnológica individual cambie nuestro destino por sí sola. Pero a pesar de que no habrá soluciones mágicas en esta lucha, deberíamos consolarnos con el hecho de que la automatización es sólo una flecha en nuestro carcaj tecnológico. Una idea innovadora o una solución creativa no será suficiente, pero cien de ellas podrían ser la solución, y si hay algo que tenemos en abundancia como especie, son ideas creativas.

En última instancia, el pasado puede ser la mayor fuente de alivio. La historia muestra que la tecnología puede ayudar a alimentar al mundo, por lo que tenemos todas las razones para creer que podrá seguir haciéndolo en el futuro.

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