H2020 Proxecto ROMI: Robótica para Microfarms
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2017 -2022
- Orzamento asignado 3.868.186,25 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento H2020
- Páxina web do proxecto ROMI
O traballo do proxecto ROMI deu como resultado tres dispositivos "Tech Ready": o Plant Imager, o Cablebot (vinculado ao Farmer Dashboard) e o Romi Rover. Ademais, estas dúas actividades de investigación abriron novos horizontes para a futura innovación e explotación.
O Plant Imager é unha estación de fenotipado físico onde se colocan plantas de interese para obter imaxes automáticas cunha cámara RGB móbil. Tamén ofrecemos un conxunto de procesos de análise integrados que realizan reconstrucións 3D automatizadas. Plant Imager e os seus módulos de software proporcionan un ambiente completo para realizar fenotipados 3D automatizados, cuantitativos e precisos da arquitectura de brotes dunha planta. O seu desenvolvemento en ambientes controlados de laboratorio estase a ultimar para a súa futura difusión en laboratorios de investigación. Non obstante, o seu uso en ambientes agrícolas controlados, como os invernadoiros, prevese como unha aplicación a medio prazo.
O Cablebot é unha cámara que se move automaticamente ao longo dun cable para recoller imaxes de cultivos. O dispositivo está ligado ao Farmer Dashboard, a interface web para ver e analizar datos de imaxes. O módulo de software mapea filas de cultivos, localiza e identifica plantas individuais e extrae as súas curvas de crecemento. Como parte das nosas actividades de investigación en curso, tamén estamos investigando a predición do crecemento dos cultivos e a optimización da localización dos cultivos.
O Romi Rover axuda aos produtores a manter os seus xardíns libres de herbas daniñas. Desherbe regularmente a superficie do chan, evitando que as malas herbas pequenas enraicen. Pode realizar esta tarefa de forma case autónoma e só require pequenos cambios na organización da explotación. Está deseñado para hortas de 70 a 110 cm de ancho e para cultivos de ata 50 cm de altura. Requírese un pase semanal do robot para manter a poboación de malas herbas baixo control.
As actividades de investigación do proxecto ROMI tamén son moi produtivas. Estamos avaliando novas estratexias para unha aprendizaxe máis aberta en robótica. Isto inclúe a aprendizaxe baseada na curiosidade e a aprendizaxe de reforzo, o que permite aos robots responder de forma robusta e eficiente a situacións de granxa complexas e impredicibles.
A investigación sobre modelos de plantas virtuais ten o potencial de acelerar e mellorar significativamente o adestramento dos sistemas de IA. Estes sistemas de IA son necesarios para a análise automática das imaxes das plantas para detectar os seus órganos (como flores, froitos e talos) e son un compoñente esencial de calquera dispositivo robótico avanzado.
En toda Europa, os mozos agricultores están iniciando pequenas explotacións comerciais e negocios de venda directa. Estas explotacións pódense atopar en zonas rurais, periurbanas e urbanas. Cultivan unha gran variedade de cultivos (ata 100 variedades diferentes de hortalizas ao ano) en pequenas parcelas (de 0,01 a 5 ha) utilizando prácticas de agricultura ecolóxica. Estas explotacións demostraron ser altamente produtivas, sostibles e economicamente viables. Non obstante, gran parte do traballo realízase manualmente, o que resulta en condicións de traballo físicamente desafiantes.
ROMI desenvolveu unha plataforma robótica aberta e lixeira para estas microgranxas, que propón por primeira vez un robot de desbroce, un panel de control do agricultor cun cablebot e unha imaxe de plantas 3D. Con estas ferramentas podemos axudar a estas explotacións a controlar as malas herbas e o seguimento dos cultivos. Reducir o traballo manual e aumentar a produtividade, especialmente mediante ferramentas de planificación avanzadas. Por exemplo, grazas ao robot desbrozadora de ROMI, os agricultores puideron aforrar un 25% do seu tempo. Este robot terrestre e o cablebot tamén adquiren información visual detallada sobre os bancos de cultivo, que se analiza e se mostra na nosa aplicación de seguimento dos agricultores. Producen unha imaxe integrada e multiescala do desenvolvemento dos cultivos que axuda aos agricultores a controlar os cultivos para aumentar a eficiencia da plantación e da colleita.
Para iso, ROMI adaptou e ampliou ferramentas de vixilancia terrestre e aérea de última xeración para xestionar pequenos campos con trazados complexos e cultivos mixtos. Para conseguilo, nós: (i) desenvolvemos e planeamos lanzar ao mercado un robot de terra asequible e multiusos, (ii) desenvolvemos unha aplicación de desbroce para este robot adaptada para microgranxas orgánicas, (iii) aplicamos técnicas avanzadas de modelado e análise de plantas en 3D para a adquisición de datos, (iv) técnicas de análise baseadas en intelixencia artificial integradas para o seguimento detallado de plantas, (iv) técnicas de monitorización de cultivos multiescala integradas (iv) técnicas de monitorización de cultivos a múltiples escalas un escáner 3D accesible para fenotipado de plantas e (vii) probou a eficacia da nosa solución en condicións de campo reais na granxa do mercado de Chatelain.
En toda Europa, os mozos agricultores están a crear pequenas explotacións. Estas explotacións están situadas en zonas rurais, periurbanas e urbanas. Cultivan unha gran variedade de cultivos (ata 100 variedades diferentes de hortalizas ao ano) en pequenas superficies (0,01 a 5 ha) utilizando prácticas de agricultura ecolóxica. Estas explotacións demostraron ser altamente produtivas, sostibles e economicamente viables. Non obstante, gran parte do traballo realízase manualmente, o que resulta en condicións de traballo fisicamente esixentes.
ROMI desenvolverá unha plataforma robótica aberta e lixeira para estas microgranxas. Axudaremos a estas granxas co control de malas herbas e o seguimento dos cultivos. Isto reducirá o traballo manual e aumentará a produtividade. Grazas ao robot desbrozadora de ROMI, os agricultores aforrarán un 25% do seu tempo. Este robot tamén recollerá información detallada sobre as plantas de mostra e combinarase cun dron que recompilará información máis completa a nivel de cultivo. Xuntos, xerarán unha visión integrada e multiescala do desenvolvemento dos cultivos que axudará aos produtores a supervisar o proceso para obter unha colleita máis eficiente. Para conseguilo, ROMI terá que adaptar e ampliar ferramentas de vixilancia terrestre e aérea de última xeración para xestionar pequenos campos con trazados complexos e cultivos mixtos.
Para iso, imos: (i) desenvolver e comercializar un robot de terra multiusos e asequible; (ii) desenvolver unha aplicación de desbroce para este robot, adaptada ás microgranxas ecolóxicas; (iii) aplicar técnicas avanzadas de análise e modelado de plantas en 3D á adquisición de datos de campo; (iv) integrar estas técnicas de análise no robot para un seguimento detallado da planta; (iv) integrar estas técnicas tamén no dron aéreo NERO para o seguimento de cultivos a múltiples escalas; (v) ampliar o robot con novas técnicas de aprendizaxe adaptativa para mellorar o control sensoriomotor da aplicación de monitorización da planta; e (vii) probar a eficacia da nosa solución en condicións reais de campo.
As ferramentas desenvolvidas durante o proxecto contribúen ao desenvolvemento dun modelo agrícola que combine a sustentabilidade ambiental, económica e social. En primeiro lugar, apoian pequenas explotacións que practican agroecoloxía e policultivo. De feito, os estudos operativos demostraron que o ROMI Rover era unha das poucas solucións de desbroce adaptadas á configuración das microgranxas vexetais. Ademais, segue sendo relativamente accesible en comparación coa maioría das solucións de desbroce robótica.
Así mesmo, o Farmer Dashboard é unha das poucas tecnoloxías que se centra no seguimento do crecemento das plantas. Non obstante, pode axudar aos produtores en invernadoiro de hortalizas, amorodos, plantas ornamentais e plantas herbáceas/aromáticas a optimizar a súa produción e reducir o uso de intrantes. O uso de sensores e capacidades de modelado avanzado en ROMI poden, polo tanto, facilitar a xestión de ambientes agrícolas complexos. Deste xeito, as ferramentas ROMI poden favorecer a produtividade e a adopción de prácticas agroecolóxicas, incluso en microexplotacións.
Os dispositivos ROMI tamén apoian o desenvolvemento da investigación vexetal, que implica a análise das características das plantas (fenotipado). Os dispositivos de fenotipado automatizado que se comercializan actualmente adoitan ser de alto rendemento e caros, polo que están reservados para profesionais profesionais da fenotipificación. Non obstante, a imaxe de plantas 3D ofrece un rendemento medio e é máis accesible. Polo tanto, pode ser usado por outro tipo de científicos, incluídos aqueles que estudan plantas pequenas ou medianas. O panel do agricultor tamén podería impulsar a investigación vexetal, especialmente en plataformas experimentais. Os científicos que realizan a selección varietal, por exemplo, supervisan de preto o crecemento das plantas manualmente. Non obstante, os dispositivos que automatizan a recollida de datos da planta son máis rápidos e fiables que a recollida manual. Polo tanto, a imaxe 3D de plantas e o panel do produtor poden apoiar a investigación de plantas en laboratorios e centros experimentais.
Por último, as ferramentas ROMI (hardware e software) están dispoñibles baixo licenza libre para conseguir o maior impacto posible. Este modelo fai que os resultados sexan accesibles para pequenas explotacións de todo o mundo e facilita a colaboración entre agricultores, científicos, enxeñeiros e industria. Ademais de promover o desenvolvemento de modelos agrícolas sostibles e a investigación vexetal, ROMI desenvolveu, e seguirá desenvolvendo, sinerxías entre eles.
- INSTITUT D'ARQUITECTURA AVANCADA DE CATALUNYA (IAAC)
Proxectos relacionados
