Proxecto H2020 SCORPION: Robots rendibles para a pulverización intelixente de precisión
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2021 -2023
- Orzamento asignado 2.501.104,83 €
- Ámbito Europeo
- Comunidade Autónoma Cataluña; Madrid, Comunidad de
- Fonte principal de financiamento Horizonte 2020
- Páxina web do proxecto https://scorpion-h2020.eu/
Co avance das tecnoloxías robóticas a velocidades vertixinosas, moitos sectores industriais están ansiosos por darlles a benvida. Un deles é a agricultura, que se enfronta ao problema da pulverización de fitofarmacéuticos e á necesidade de reducir o uso excesivo, mantendo ao mesmo tempo a eficiencia e o rendemento dos cultivos. O proxecto SCORPION, financiado pola UE, abordará moitos dos desafíos que implica o desenvolvemento dun tractor non tripulado modular en cooperación con varias asociacións, institucións e empresas agrícolas e de robótica. O obxectivo é reducir o uso de fitofarmacéuticos, mantendo ao mesmo tempo o rendemento, a eficiencia e o valor dos cultivos.
Esta máquina centrarase inicialmente en viñedos con pendientes pronunciadas que presentan unha pulverización máis difícil. SCORPION aumentará o TRL das tecnoloxías implicadas de 5 a 7. Este aumento está impulsado por cinco temas principais de IDT: sistemas de localización e navegación (tendo en conta o EGNSS); ferramenta de pulverización avanzada con tecnoloxía de taxa variable (VRT); sistemas de seguridade; cumprimento e interoperabilidade; e modularidade. SCORPION contribuirá a construír o seu segmento de mercado aliñado coa Axenda Estratéxica Europea para a Robótica e a crear novas oportunidades de negocio, así como a reducir o uso de fertilizantes na agricultura e mellorar a calidade do aire. SCORPION está a lanzar un robot modular rendible para a pulverización de alta precisión en cultivos permanentes, que integra tres módulos principais: un tractor autónomo (<50 CV), un pulverizador de alta precisión con tratamentos innovadores de luz UV e un sistema avanzado de detección exterior. Estes módulos pódense comercializar de forma independente ou como o robot SCORPION.
Durante o período do informe, o consorcio SCORPION levou a cabo dous períodos de integración en viñedos reais. A última integración implicou un robot equipado cun pulverizador de precisión capaz de aplicar o valor preestablecido (obtido dun mapa de prescrición) e axustar o valor preestablecido en tempo real segundo a área foliar real do viñedo, reducindo así as perdas durante as operacións de pulverización.
- O WP1 definiu a arquitectura robótica xeral e os requisitos para os prototipos SCORPION.
- No WP2, desenvolvemos un pulverizador de precisión "convencional" compatible cun tractor e AgRob V18, que inclúe sistemas de percepción avanzados e tecnoloxías de taxa variable (VRT) e ISOBUS. Este WP tamén marcou o comezo do desenvolvemento do novo pulverizador totalmente eléctrico.
- Durante o WP3, comezou o desenvolvemento do novo receptor GNSS e realizáronse varias probas de laboratorio. Durante este WP estudáronse e probáronse varias abordaxes SLAM. Os paquetes VIneSLAM e AgRobPP desenvolvéronse baixo ROS2 e probáronse durante os días de piloto/integración.
- No WP4 analizamos o código fonte desenvolvido no WP3 e desenvolvemos os controladores e supervisores da misión.
- No WP5, o AgRobV18 foi montado co pulverizador desenvolvido durante o WP2 e coas solucións do WP3 e do WP4, que foron probadas durante as segundas xornadas de integración de SCORPION. Para aumentar o impacto de SCORPION, deseñouse e montouse un robot totalmente eléctrico que se propoñerá durante as próximas xornadas de integración.
- Durante o WP6, publicouse o sitio web e leváronse a cabo varias actividades de comunicación e difusión, como a participación na FIRA 2021 e na EIMA, e a participación no premio IF con deseño WETA (onde WETA gañou o premio de deseño). Publicáronse sete artigos científicos e realizáronse máis de 15 accións para comunicar o proxecto a un público máis amplo.
- No WP7 comezamos a desenvolver o plan de explotación para o final do proxecto.
A pulverización na agricultura representa un desafío social debido ao seu impacto negativo na saúde humana e animal e no medio ambiente. Aumentar a eficiencia da pulverización cara ao obxectivo de "momento axeitado, cantidade axeitada, lugar axeitado" implica reducir as perdas e, en consecuencia, a cantidade de fitofarmacéuticos utilizados, o uso da auga e a exposición humana e animal aos pesticidas, así como aumentar a dispoñibilidade do sistema de pulverización á vez que se reducen os custos laborais.
Ademais, a adopción de novos tratamentos de pulverización respectuosos co medio ambiente é desexable para aumentar tanto o rendemento como a eficiencia do tratamento. A agricultura en terreos montañosos tamén é complexa, debido ao terreo irregular, á falta de espazo de manobra, ás dificultades de comunicación debido aos obstáculos naturais e ás duras condicións meteorolóxicas asociadas.
Para abordar estes desafíos, formouse un consorcio de partes interesadas complementarias da agricultura de precisión para o proxecto SCORPION, que reúne asociacións de viñedos de fortes ladeiras (CERVIM, INNOVI), institucións de IDT en robótica e maquinaria agrícola (INESC, EUT, IMAMOTER, WUR), pemes e grandes empresas (TEYME, Deimos, SPI) e unha institución dedicada á innovación no sector (IPN). A solución SCORPION será unha ferramenta de pulverización de precisión segura e autónoma integrada nun tractor modular non tripulado (plataforma robótica).
Centrarase en viñedos en pendente pronunciada, pero cun impacto noutros cultivos permanentes de alto valor (oliveira e fruticultura). SCORPION utilizará o receptor do Sistema Global de Navegación por Satélite (EGNSS) (tripla frecuencia, PPP, OS-NMA, HAS) combinado con outros sensores para aumentar a fiabilidade, a precisión e a seguridade da solución, e para permitir tratamentos autónomos con luz UV (eliminando parcialmente a necesidade de fitofarmacéuticos) e a pulverización de alta precisión en cultivos permanentes. SCORPION aumentará o TRL das tecnoloxías implicadas de 5 a 7, o que resultará nun robot de pulverización modular. Estes catro módulos pódense explorar de forma independente ou conxuntamente.
A pulverización na agricultura representa un desafío social debido ao seu impacto negativo na saúde humana e animal, así como no medio ambiente. Aumentar a eficiencia da pulverización para acadar o obxectivo de "momento axeitado, cantidade axeitada, lugar axeitado" implica reducir as perdas e, en consecuencia, a cantidade de fitofarmacéuticos utilizados, o consumo de auga e a exposición humana e animal aos pesticidas. Tamén aumenta a dispoñibilidade do sistema de pulverización á vez que reduce os custos laborais. Ademais, a adopción de novos tratamentos de pulverización respectuosos co medio ambiente é desexable para aumentar tanto o rendemento como a eficiencia do tratamento.
A agricultura en terreos accidentados tamén presenta desafíos, debido á pendente dalgúns terreos, á falta de marxe de manobra, ás dificultades de comunicación debido a obstáculos naturais e ás duras condicións meteorolóxicas asociadas. Para abordar estes desafíos, formouse un consorcio de partes interesadas da agricultura de precisión complementarias para o proxecto SCORPION, que reuniu asociacións de viñedos de pendiente escarpada (CERVIM, INNOVI), institucións de I+D en robótica e maquinaria agrícola (INESC, EUT, IMAMOTER, WUR), pemes e grandes empresas (TEYME, Deimos, SPI) e unha institución dedicada á innovación no sector (IPN). A solución SCORPION consistirá nunha ferramenta de pulverización de precisión segura e autónoma integrada nun tractor modular non tripulado (plataforma robótica).
Centrarase en viñedos en pendentes pronunciadas, pero cun impacto noutros cultivos permanentes de alto valor (oliveiras e fruticultura). SCORPION incorporará un receptor do Sistema Global de Navegación por Satélite (EGNSS) (tripla frecuencia, PPP, OS-NMA, HAS) integrado con outros sensores para aumentar a fiabilidade, a precisión e a seguridade da solución, así como para permitir tratamentos autónomos con luz UV (eliminando parcialmente a necesidade de fitofarmacéuticos) e pulverización de alta precisión en cultivos permanentes. SCORPION ampliará o alcance das tecnoloxías implicadas de cinco a sete e creará un robot de pulverización modular. Estes catro módulos pódense explorar de forma independente ou conxuntamente.
A UE é o maior produtor, consumidor e exportador de viño do mundo, e contribúe ao 50 % da produción mundial de viño. A maioría dos viñedos son moi pequenos. Ademais, arredor do 10 % dos viñedos europeos son viñedos de "pendente pronunciada". Estes pequenos viñedos, en lugares montañosos e remotos, son coñecidos polos seus viños de alta calidade e de primeira calidade, que desempeñan un papel crucial nas economías rurais. Non obstante, as súas necesidades únicas son relativamente desatendidas polos fabricantes de maquinaria tradicionais debido ao pequeno tamaño do mercado. Isto está a cambiar cun robot de pulverización galardoado desenvolvido pola empresa SCORPION e presentado no prestixioso Foro Mundial de Robótica Agrícola de 2023 e 2024 (FIRA 2023 e FIRA 2024).
Unha solución modular de tecnoloxías autónomas para a agricultura de precisión O uso de robots agrícolas en terreos accidentados e remotos é especialmente complexo. SCORPION desenvolveu un conxunto de tecnoloxías robóticas modulares avanzadas deseñadas para satisfacer as necesidades da agricultura de precisión en rexións montañosas e integrounas no robot de pulverización WETA. Segundo o coordinador do proxecto, Filipe Neves dos Santos, de INESC TEC: «A ferramenta de pulverización de alta precisión interpreta 'mapas de prescrición' xeorreferenciados construídos por sistemas de apoio á decisión tendo en conta os datos históricos de campo, como os niveis de nutrientes do solo e os rendementos históricos. Emprega tecnoloxía de taxa variable (VRT) para axustar a pulverización ao tamaño e á saúde da planta. A modulación por ancho de pulso e un ventilador eléctrico permiten case ningunha perda de pulverización e unha eficiencia enerxética dez veces maior que os métodos de pulverización tradicionais». Ademais, o robot pode cambiar da pulverización á aplicación de luz UV en menos de 10 minutos, e o usuario pode interactuar co robot mediante un teléfono intelixente Android conectado ao sistema de navegación robótica de INESC TEC.
A plataforma robótica WETA, totalmente eléctrica, garante a tracción ás catro rodas mesmo nos terreos rochosos e con pendente máis desafiantes. O seu radio de xiro de menos de 20 centímetros e o seu perfil delgado de menos dun metro de ancho permítenlle manexar cultivos densamente plantados sen compactación do solo. Finalmente, o sistema de navegación robótica permite a localización completa e a planificación de rutas en tempo real. Tanto este sistema como a ferramenta de pulverización pódense integrar perfectamente en calquera tractor ou plataforma robótica para un sistema de pulverización totalmente autónomo.
Tecnoloxías avanzadas de percepción e localización O robot agrícola WETA, o sistema de navegación robótica e o VRT están equipados coa tecnoloxía máis recente, o que permite que un receptor do Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) funcione con todos os servizos de Galileo. Isto garante que funcionen de forma óptima con datos en tempo real as 24 horas do día, os 7 días da semana, mesmo en zonas remotas sen cobertura de rede móbil. En contornas con recepción móbil axeitada, os sistemas cambian ao modo cinemático en tempo real para mellorar a precisión da localización e proporcionar redundancia. O seu sistema de percepción de última xeración inclúe detección e medición de distancia por luz (LiDAR) e cámaras. O sistema de navegación robótica tamén conta cun sistema de navegación inercial e ten en conta as características visibles da paisaxe natural para unha localización 3D precisa e fiable cando detecta anomalías ou interferencias do GNSS.
Unha nova era na agricultura de precisión O robot agrícola WETA ofrece unha precisión, fiabilidade e seguridade sen igual en operacións en campo aberto. «O robot SCORPION está na vangarda da tecnoloxía agrícola, coa súa capacidade única de analizar de forma autónoma un mapa de prescricións obtido dun sistema de apoio á decisión nunha secuencia de tarefas executables que culminan na aplicación da pulverización de precisión no campo. Esta capacidade garante unha verdadeira autonomía no campo», sinala Neves dos Santos. Non só mellorará a sustentabilidade e promoverá prácticas respectuosas co medio ambiente na xestión das viñas, senón que tamén facilitará a expansión a rexións montañosas inexploradas de inmenso potencial, fomentando o crecemento das economías locais. SCORPION está a abrir o camiño para unha nova era da agricultura de precisión e a agricultura intelixente.
- INESC TEC - INSTITUTO DE ENGENHARIADE SISTEMAS E COMPUTADORES, TECNOLOGIA E CIENCIA
- INSTITUTO PEDRO NUNES ASSOCIACAO PARA A INOVACAO E DESENVOLVIMENTO EM CIENCIA E TECNOLOGIA
- ASSOCIACIO AEI INNOVI (AGRUPACIO EMPRESARIAL INNOVADORA)
- SOCIEDADE PORTUGUESA DE INOVACAO CONSULTADORIA EMPRESARIAL E FOMENTO DA INOVACAO SA
- CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE
- CERVIM
- FUNDACIO EURECAT
- TEYME TECHNOLOGIE AGRICOLA SL
- STICHTING WAGENINGEN RESEARCH
- DEIMOS SPACE SOCIEDAD LIMITADA UNIPERSONAL
- Sitio web do proxecto (CORDIS)
- Ficha informativa do proxecto CORDIS (pdf)
- Primeira versión do Plan de Xestión de Datos
- Versión final do Plan de xestión de datos
- Informe con sistema de percepción para VRT validado no campo
- Informe para o paso IV (AGROB 20 + pulverizador de chorro de aire e AGROB v20 c…
- Informe para o terceiro paso de integración (AGROBV20+Pulverizador de chorro de…
- Informe sobre os beneficios inducidos polo pulverizador SCORPION na viña empreg…
- Material de comunicación e informes de rexistro (resultados do proxecto)
- Sitio web do INESC TEC - INSTITUTO DE ENXEÑARÍA DE SISTEMAS E COMPUTADORAS, TEC…
- Website of INSTITUTO PEDRO NUNES ASSOCIACAO PARA A INOVACAO E DEENVOLVIMENTO EM…
- Web da SOCIEDADE PORTUGUESA DE INOVACAO CONSULTADORA EMPRESARIAL E FOMENTO DA I…
- Páxina web do CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE
- Sitio web da FUNDACIÓN EURECAT
- Páxina web de STICKING WAGENINGEN RESEARCH
- Sitio web de DEIMOS SPACE SOCIEDADE LIMITADA UNIPERSONAL
 
 
 
 
        
   
             
            