Projecte H2020 VineScout: Decisió intel·ligent dels robots vitivinícoles
- Tipus Projecte
- Estat Completat
- Execució 2016 -2020
- Pressupost assignat 1.741.225,63 €
- Àmbit Europeo
- Font principal de finançament H2020
- Web del projecte VineScout
- Optimització del disseny mecànic i aparença externa. Es va dissenyar una nova coberta externa per al prototip VineScout, aconseguint així la tercera i última versió del robot, el VS-3. Es van tenir en compte les dures condicions de treball en camp i la importància duna aparença atractiva per al màrqueting. Pel que fa a la capacitat de tracció i la suficiència energètica, es van reforçar el parell mecànic i les bateries.
- Industrialització de l'electrònica interna: S'aconsegueixen capacitats de seguretat i resistència ambiental mitjançant el disseny d'un conjunt de blocs electrònics modulars fabricats i provats. Aquest disseny racional facilita la integració fluida del programari i els dispositius electromecànics.
- Validació de mapes i capacitats de detecció: Els mapes generats pel robot han de proporcionar dades veraces perquè es puguin comparar estadísticament amb mesuraments alternatius. Obtenir dades veraces implica obtenir-les amb els sensors adequats; per tant, els sensors es van provar en camp, no només integrats al robot, sinó també de forma independent, per verificar els valors obtinguts.
- Refinament, optimització i preparació per al mercat del programari: Es van fer esforços per millorar el rendiment del programari en termes de velocitat d'execució i resposta a prova de fallades. A mesura que es van incorporar nous sensors, va caldre modificar la programació.
- Construcció de tres prototips amb capacitats creixents: Es va requerir un procés iteratiu actiu per convergir cap a la solució òptima, cosa que per a entorns agrícoles requereix proves exhaustives en entorns reals.
- Demostració: Les Setmanes de Direcció del projecte es van dur a terme a Portugal, als camps comercials on es van realitzar les proves del robot VineScout. Durant les Jornades d'Agronomia de les Setmanes de Direcció, el Consorci va convidar persones externes a veure, tocar i fins i tot fer servir el robot, ia formular preguntes sobre el robot o el projecte en si.
- Tàctiques d'introducció al mercat, acceptació de l'usuari final i difusió: Les activitats més importants per al projecte quant a visibilitat es fan durant les Setmanes de Direcció. Al Dia de l'Agronomia, persones de diferents trajectòries poden opinar i compartir els seus suggeriments amb el Consorci, els quals són summament valuosos per a l'èxit del projecte, ja que poden compartir les seves experiències amb altres robots.
- L'assistència a fires de robòtica i equips agrícoles ha demostrat que l'interès en la robòtica agrícola és alt i que la competència augmentarà els propers anys. El mercat de robots de servei continua creixent, igual que el de robots agrícoles.
El vi és un producte fonamental al sector agrícola europeu. Per obtenir bons vins amb alt valor afegit, és fonamental collir raïms d'alta qualitat. Per això, cal monitoritzar les vinyes per avaluar el seu estat òptim de creixement i maduració per a la collita. En el passat recent, i fins i tot avui en moltes explotacions, els mètodes de monitorització disponibles eren l'observació visual o el mostreig aleatori de raïms individuals. Aquests mètodes no proporcionen informació completament fiable sobre el cultiu. Hi ha mètodes precisos, com l'ús de sensors multiespectrals muntats en drones o avions. Tot i això, la baixa resolució de les dades obtingudes d'aquesta manera o l'escassa capacitat dels usuaris per decidir el moment d'adquisició quan més es necessiten, en limita la utilitat per als viticultors.
El robot Vinescout és l'evolució de Vinerobot, creat per abordar aquest problema. A mesura que el robot recopila les dades al camp, processa dades de més resolució preses a menys d'un metre, cosa que permet obtenir informació més precisa. El robot explora la vinya i recopila dades de manera autònoma. Està equipat amb sensors de cultiu que mesuren la temperatura del dosser, el NDVI i una altra informació ambiental de les vinyes. Mitjançant el càlcul díndexs vegetatius, sobtenen mapes de temperatura del dosser, creixement vegetatiu i estat hídric de la planta.
Aquestes dades es transfereixen al viticultor, que pot monitoritzar les necessitats i l'estat de la vinya i prendre decisions sobre el millor moment per regar, aplicar tractaments o seleccionar diferents zones per a una collita més eficient. Vinescout utilitza energia elèctrica provinent de bateries de liti i panells solars. Utilitza algorismes basats en la percepció local per a un guiat autònom
La indústria vitivinícola és estratègica per a Europa, tant econòmicament com socialment. La seva posició competitiva al mercat global depèn de la reputació a llarg termini dels seus vins, que requereix molts anys de desenvolupament i es pot perdre ràpidament amb un vi de baixa qualitat. El risc de perdre reputació és alt quan no es pot garantir la repetibilitat, cosa que passa cada vegada més a vinyes on el mostreig manual de dades és escàs a causa de costos inassequibles.
Per tant, el nostre objectiu és industrialitzar, demostrar i comercialitzar, com a pioners, un innovador sistema expert de monitorització de camp (sistema de suport a la presa de decisions) integrat en un robot compacte i rendible per a la vinya. Aquest sistema serà la continuació de l'èxit projecte VineRobot (TRL6/7), finançat per la UE. Per assegurar l'èxit comercial, optimitzarem tant el disseny extern com l'electrònica interna, i industrialitzarem el programari de navegació i cartografia per aconseguir el màxim rendiment, protecció i facilitat d'ús.
Per això, comptem amb un consorci impulsat per la indústria, enfocat a un dels sectors agrícoles més grans d'Europa, amb un sòlid pla de negocis i el suport d'un gran nombre de líders de la indústria i usuaris finals compromesos, cosa que garanteix una ràpida implementació al mercat. La penetració al mercat es veurà impulsada per les pimes ja actives als sectors de la robòtica i la viticultura, reforçades per fires estratègiques i conferències internacionals.
Com a resultat, el nostre objectiu és una facturació acumulada de 33 milions d'euros en cinc anys, generant 10,9 milions d'euros en beneficis industrials, aconseguint una adopció del mercat del 5% i donant servei a 54.540 ha de vinya de la UE. A més, la tecnologia VineScout atraurà joves agricultors a les zones rurals, cosa que s'està tornant crucial per a la sostenibilitat del sector, ja que la població agrícola actual és a prop de l'edat de jubilació. L'adopció pràctica de la robòtica a l'agricultura crearà ocupació, en part gràcies a l'aparició de noves indústries relacionades amb les TIC, la gestió de precisió i la interpretació de dades.
Els possibles competidors directes es troben a GOFAR, l'Organització Mundial de Robòtica Agrícola (pàgina web: https://www.agricultural-robotics.com/ ). Per nomenar-ne alguns: Romovi (amb una avaluació subjectiva del seu risc potencial per al projecte VineScout: baix, ja que se centra únicament en l'entorn específic de terrasses d'una sola filera, i preveu una solució de localització basada en un sistema de posicionament sense fil totalment personalitzat), Vinobot (amb un risc baix, ja que l'objectiu d'aquest projecte és el fe (aquest darrer amb un risc mitjà.
És autònom, solar i elèctric, característiques que competeixen amb VineScout) i TED (amb un risc mitjà, TED probablement representa el competidor més directe. Està fabricat per l'empresa europea Naïo Technologies, que ja ha començat a vendre robots agrícoles. Aquesta plataforma és robusta i resistent a entorns agrícoles, i pot operar a 4 km/h). L'auge del mercat de la robòtica, juntament amb l'arribada d'una multiplicitat de sensors per a cultius a un cost competitiu, incrementa l'interès de viticultors i cellers propietàries de vinyes per implementar tecnologies digitals en les seves estratègies de gestió.
- Impacte social. Un important efecte secundari de la reeixida introducció de la robòtica a les vinyes europees és l'atractiu que les noves tecnologies exerceixen sobre els joves agricultors. L'edat mitjana de la població agrícola es troba actualment a prop de l'edat de jubilació, amb pocs productors menors de 35 anys. L'atractiu de l'electrònica i l'automatització probablement ajudarà a contrarestar l'efecte negatiu de l'envelliment de la població a l'agricultura.
- Impacte economicosocial. Estudis socioeconòmics han demostrat fefaentment que l'automatització crea més llocs de treball per a l'economia en general dels que elimina. Redueix el nombre de tasques repetitives de baixa qualificació, alhora que crea un conjunt complet de llocs de treball de major qualificació en relació amb la fabricació, el suport de dades per a la presa de decisions, els serveis i les indústries financeres, amb indústries completament noves que, en molts casos, condueixen a una major prosperitat econòmica.
- Impacte ambiental. El desplegament de robots agrícoles alimentats íntegrament amb energia renovable, és a dir, bateries recarregables i panells solars, suposa un canvi de paradigma a la maquinària agrícola, on els vehicles agrícoles han funcionat exclusivament amb dièsel durant els darrers 100 anys. El prototip final del robot VineScout està dissenyat per construir-se amb materials reciclables a la majoria dels seus components. Tots dos enfocaments ho convertiran en una de les solucions més ecològiques per a la producció d'aliments amb màquines autònomes autopropulsades.
- Impacte tecnològic. Un agent cartogràfic per a una eina de suport a la presa de decisions que requereix informació de posicionament fiable i precisa ofereix un entorn ideal per promocionar el nou sistema de posicionament per satèl·lit GALILEU. Els esforços econòmics realitzats per la UE per establir el GNSS europeu es veuran beneficiats pels usuaris finals, que podran prendre millors decisions de gestió i, en conseqüència, obtenir més beneficis.
- UNIVERSITAT POLITECNICA DE VALENCIA (UPV)
Projectes relacionats
